基于数值模拟的无缝工程地质建模

工程地质分析中,数值模拟己经成为不可或缺的重要手段.三维地质建模是刻画地质与工程实际的有力工具.将该技术与数值模拟相结合,可以有效地提高计算结果的可靠性与建模效率.介绍了三维地质建模的基本方法和模型,阐述了基于数值模拟的类三棱柱法构模原理和工程地质建模的具体过程,并结合实际说明了三维地质建模在工程地质分析中的应用.     

不同通风状态下医院诊室微尘分布的三维紊流数值模拟

微尘分布直接影响细菌传播，受某医院委托，用三维紊流数值模拟的方法，对医院空间中微法情况进行了分析，结果发现，不同的通风方案造成的浓度分布大不一样，为了把细菌传播的可能性减少到最低程度。本文推荐较好的方案，供设计人员参考。     

三维引射流动数值模拟及紊流模型选择

针对引射流动三维湍流流动的特点,应用κ-ε、S-A以及k-ω湍流模型分别对三维引射流动进行了数值模拟。比较引射流量的数值结果与实验结果表明,湍流模型的选取对数值结果具有较大影响,采用k-ω模型进行模拟可以较为准确地预测引射流量。     

储层建模及数值模拟三维网格化技术研究

一个合理的三维网格是正确地质体模型的躯体和精髓,决定着地质模型的复杂程度和准确程度。保持地质特征的网格化技术研究对于我国陆相油气田二次开发剩余油认识具有重要意义。然而商业化建模软件和油藏数值模拟软件没有针对油藏中后期开发油藏精细描述的三维网格化的合理解决方案,建模及数值模拟的效果往往无法满足实际应用。本文以储层建模及油藏数值模拟软件最为常用的网格形式结构化网格作为主要研究对象,以老油田二次开发油藏精细描述为出发点,最大程度的保持地质特征来进行网格化。保持地质意义的网格化技术为储层精细建模和油藏中后期剩余油预测提供了技术保障。     

离心叶轮内三维紊流流动数值模拟

采用ＲＮＧｋ－ε模型对Ｇｈｏｓｔ离心叶轮内三维紊流流动进行数值模拟,与实验结果对比表明,在叶轮进口截面处,流体高速区位于盖侧与压力面交附近,随流体流动高速区沿轮盖逐渐向吸力面侧移动;在第三截面上,即当流体由轴向向径向转过５８℃,计算结果准确预测到吸力面与轮盖交角区域内的尾迹流动;在第四、五截面上尾迹区逐渐扩大,且尾迹中心位置沿轮盖向压力面移动,这与实验结论相吻合。     

分期导流束窄河床的二维数值模拟研究

在分析束窄河床水流特点的基础上,基于二维浅水方程组,得到了宽阔河流上分期导流束窄河床水流的计算模型,采用普列斯曼差分格式离散方程组,交替方向隐格式(ADI)法求解,编制了计算程序,针对某实际工程进行了计算分析,验证了其围堰设计高程可以满足挡水要求,根据计算结果提出了一期土石围堰的保护措施,物理模型试验结果显示所建数学模型具有较高的可靠性和精度。     

三维潮流泥沙运动的一种数值模拟

采用σ坐标变换,将具有自由面的三维非线性潮流微分方程转换为模型所采用的模式方程;运用三角网络有限差分格式,将该模式方程和泥沙扩散方程分别离散,提出了一种新的三维潮流和泥沙运动的数值模拟方法,并与理论解进行了比较,对渤海湾湾顶典型玻潮流流与泥沙运动进行了数值模拟,以较高的辨率揭示了该海域潮流与泥沙运动的典型特征,计算结果与实际吻合良好。     

白鹤电厂泵房进水间导流板倾角优化数值模拟

基于Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,采用非结构化网格和SIMPLEC算法对白鹤发电厂二期工程取水泵房进水间流道进行优化计算,并对进水间前导流板角度变化时流态变化进行比较计算,确定较优的导流角,增强泥浆泵的排沙效果.计算结果表明当前导流板角度为30o和后导流板角度为35o时有较好的流态,此时流道底板附近流速较大,并且整个流道内有较强烈的湍动流产生,大部分泥沙可以达到冲淤平衡.对多泥沙河流泵房取水间的设计、运行及维护有一定的参考价值.     

丁坝群三维水流数值研究

丁坝是河道整治及防洪护岸工程中一种常见的建筑物,丁坝水流一般是具有不规则的曲面边界和自由表面的三维紊流,本文采用修正的K-ε模型封闭Reynolds方程作为紊流控制方程、引入通度概念处理不规则边界、引入VOF法追踪自由表面,对丁坝群三维水流进行了数值模拟,给出了自由表面形状、流速分布图及回流长度,并与试验结果进行了比较,从水流条件出发,给出了丁坝群间距的推荐值。     

回流流动及各向异性剪切紊流的数值模拟

本文对两类复杂紊流——存在回流区的单边突扩流动和强各向异性的剪切紊流进行了数值模拟．利用简化的紊流应力代数模型闭合紊流运动方程组进行计算，将计算结果与实测结果及k-ε紊流模型的计算结果作了比较．通过计算和对紊流模型进行结构分析可见，本文的模型能较好地模拟回流和紊流的各向异性特征，而k-ε模型不能．     

基于RNG模型的虹吸式出水流道三维紊流数值模拟

虹吸式出水流道是大型泵站广泛采用的一种出水流道型式,其几何形状复杂,流道内的流动分布大多不均匀,并有局部的涡旋、回流、脱流现象．为了深入了解其流动特性,采用RNGκ-ε紊流模型,对流道内流动进行三维紊流数值模拟．并通过模型试验验证了数值模拟结果的正确性．     

气泡羽流的数值模拟

提出了一个预报圆形气泡羽流特性的k－ε－E湍流模型。对静止环境中的圆形气泡羽流流场进行数值模拟,得出了气泡羽流的流速场和浓度场。预报结果表明,气泡羽流的流速及气泡浓度在横断面上的分布为高斯型曲线分布,模拟结果与实测资料对比两者吻合较好。     

交叠隧道盾构法施工土体变形的三维数值模拟

以正在建设中的上海市轨道交通明珠线二期工程上、下行线近距离交叠区间隧道盾构施工为研究对象，按“先下后上”的盾构推进过程，采用三维弹塑性有限元法SNSYS程序软件模拟了交叠隧道土层位移以及地表沉降曲面在盾构推进中的发展变化，得出了地面最大沉降量在上行隧道推进后将出现大幅度增长，且在推进前期沉降增幅最为显著的结论。给出了隧道周围土体塑性区的大小与分布，论证了要将地面沉降控制在允许范围内，必须在上、下行隧道施工中进行预注浆加固，以重点控制盾构推进前期的地层沉降量。最后，探讨了盾构刀盘推进力、一次推进步长、隧道埋深及地表硬壳层等多种影响因素对地面沉降的贡献。     

基于混凝土真实三维模型的氯离子传输细观数值模拟

基于混凝土剖面序列图像重建真实三维模型的方法,将MIMICS、SOLIDWORK和COMSOL结合使用,研究混凝土细观结构对氯离子扩散影响。结果表明：模拟值与试验值能够相吻合,验证了真实三维模型的有效性;骨料的长径比越大,骨料的曲折效应越明显,对氯离子渗透的影响越显著;骨料的分布位置对氯离子扩散几乎没有影响;骨料越粗糙,对氯离子的阻滞效应越明显。界面过渡区（ITZ）厚度、扩散系数越大,对氯离子扩散影响越大。将真实三维模型与随机骨料模型模拟结果对比发现：随机骨料模型模拟数值总是小于真实三维模型数值。     

多介质复杂结构条件下岩体工程开挖力学响应三维数值模拟技术

采用三维可视化建模技术建立了冬瓜山铜矿的地质模型和工程结构模型,采用实体模型与块段模型套合技术,并把所构建的三维模型应用到力学分析模型中,实现了力学模型单元网格的自动划分,解决了多介质复杂结构条件下岩体工程开挖力学响应三维数值模拟问题.通过对冬瓜山的3种回采方案的力学分析,确定了最优的回采方案,研究结果对岩体工程设计和生产具有指导意义.图9,表3,参10.     

短舱导流片流动控制机理的数值模拟研究

短舱导流片是一种广泛应用于高涵道比近距耦合翼吊短舱运输机的流动控制装置,其产生的涡流可以减轻低速大攻角状态下短舱对上翼面流动的不利影响,显著提高最大升力系数,改善飞机低速失速特性。本文使用数值计算的方法对短舱内侧导流片进行了数值模拟计算,研究了短舱导流片流动控制的作用机理,为短舱导流片的优化设计提供了依据。     

边坡稳定性的有限元数值模拟建模

本文针对国内某矿,考虑边坡材料的弹性和塑性,在不同的强度折减系数下,利用有限元法对该边坡进行稳定性计算分析,以判断其稳定性和计算出安全系数.由此可说明采用弹塑性有限元法进行计算具有独特的优势.     

基于GMS的三维地质建模与地下水数值模拟——以永靖县黑台为例

在总结三维地质建模与地下水数值模拟常用软件基础上,选用GMS软件,在黄土台塬灌溉典型区域甘肃省永靖县黑台,开展三维地质建模,结合研究区内部钻孔、边界高程、地层高程数据等基础资料,建立实体地层模型,利用建模结果,综合台塬水文地质条件,建立水文概念模型与数学模型,使用软件内MODFLOW数值计算方法,在高密度电法反演地下水位信息验证下,获得研究区地下水数值模型.结果表明,模拟所得三维地层模型有很好的可视性,能直观展示研究区地层分布情况;地下水水位值与高密度电法反演地下水位分布在台塬中部地下水位有很好的对应关系.     

北部湾三维风暴潮模拟

模型以经Ｓｉｇｍａ坐标变换后具有自由表面的三维非线性Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程为基本方程,采用紊流封闭模型求解垂直方向紊动粘滞系数,建立了一个北部湾的三维风暴潮模型。应用该模型对典型的８００７号及８４１０号风暴潮进行了模拟,风暴潮位的验证较好,并获得了风暴潮流的空间结构特征,揭示了台风引起的北部湾沿岸海水交换。     

串列叶栅静子粘性全三维流场的数值模拟

该文发展一种数值模拟串列叶栅静子内部流场的方法。应用有限体积法及Baldwin-Lomax紊流模型数值求解与时间相关的三维可压缩的薄层Nayier-Stokes方程组。对法国。Turmo-Ⅲc小型航空发动机静子串列叶栅流场作了计算与分析。在中径处，前、后排叶片吸力面上的附面层很薄，尾迹宽度比较窄。由于前、后排尾迹同端壁附面层相互干扰，机匣及轮毂附近尾迹较宽。应用法国ONERA某静子平面串列叶栅作为验证算例，计算与试验结果一致，表明了该文算法的可靠性。