二维溃坝波传播的数值模拟

采用附加人工粘性的显式Maccormack格式求解二维浅水方程,并对人工粘性加上开关函数,建立了模拟大坝瞬间局部溃倒所致的洪水演进过程的数学模型。用该模型预测了矩形河道中堤坝瞬间局部溃倒后8 min的洪水演进过程,得出了水面线和流场分布,并对溃坝洪峰到达时间和最大淹没水位的沿程分布作了分析。     

城市公共安全应急系统中一维洪水演进及其可视化研究

基于圣维南方程组建立河渠一维洪水演进模型,用Matlab编制程序进行计算并将结果数据导入到Arc-GIS中,实现各断面水位和流量的实时动态显示,同时利用Matlab的作图功能绘制每个断面的水位、流量随时间变化的过程图,从而实现了城市公共安全应急系统中一维洪水演进的实时可视化.     

高压水射流破碎高围压岩石损伤场的数值模拟

利用ALE(arbitrary lagrange-euler)算法,考虑到一般情况下岩石处于高围压状态,建立了高压水射流冲击高围压岩石的数值模型.分析了高压水射流冲击下高围压岩石的损伤演化过程,指出岩石破碎过程呈阶跃式;通过对比无围压状态下岩石和高围压状态下岩石在高压水射流作用下破碎坑演化情况,指出处于高围压状态下的岩石损伤沿轴向的演化速率明显低于无围压状态下的岩石,沿径向的损伤演化受围压影响较小.通过分析4个典型单元在不同速度射流冲击下损伤演化情况,表明在提高射流速度可明显提高射流破岩效率,并在理论上对射流速度与射流破岩性能的关系进行了解释.     

黄土丘陵区与黄土塬区地貌发育规律对比及与水土流失的关系──以米脂、洛川为例

通过对以米脂、洛川为代表的典型黄土丘陵区、黄土源区的野外考察，认为它们之间存在着黄土披盖形式、地貌发育规律等方面的差异．这种差异明显表现于二者沟谷发育特点及发育规律上，导致沟谷延伸速度的显著不同两地区水上流失形成主要受各自不同的地貌发育规律控制，均需经历一个较长的强水土流失期．     

基于流-固-损伤全耦合模型的裂隙型岩溶突涌水数值模拟

岩溶地区隧道建设频遇突涌水灾害,裂隙型突涌水勘察与预测难度极大、致灾风险高。为揭示裂隙型岩溶突涌水机理与明确前兆信息,本文基于“流-固-损伤”耦合模型对裂隙型岩溶突涌水致灾机理与临界条件展开研究。通过公式推演与多场耦合数值分析得到以下结论：(1)建立了完整的“流-固-损伤”耦合裂隙型岩溶突涌水致灾机理数学模型,并论证其可行性与合理性;(2)分析了不同溶腔水压工况下,隧道拱顶围岩位移演化规律。结果表明,裂隙型岩溶突涌水与富水溶腔水压高度相关;(3)分析了临界突水条件下围岩特性,提出了“缓慢增长段-快速增长段-位移失控段”的三阶段裂隙型岩溶突涌水围岩位移演化规律。     

华北隐伏型煤矿地下水水化学演化与突水水源判别

我国华北隐伏型煤田突水水源判别普遍注重单一含水层的静态水化学场分析,很少考虑煤矿开采进程中多含水层地下水系统水化学演化规律。为此,本文以典型华北隐伏型煤田——淮北煤田为研究示范,提出了地下水渗流与水化学演化模式。而且以淮北煤田境内的芦岭煤矿Ⅱ1016工作面出水点水化学动态变化为例,基于地下水渗流与水化学演化模式,正确判别出该工作面出水水源与渗流突水模式。研究成果对我国华北隐伏型煤矿水灾防治提供重要理论支持。     

区域水资源复合系统可持续利用演变轨迹研究

从分析感应电机的铁损耗入手,给出了转子铁损耗等效电阻随转差率的变化关系.通过研究转子铁损耗在整个铁损耗中所占比例和同步角频率的关系,指出在低速区转子铁损耗对电机运行效率有着显著的影响.建立了考虑转子铁损耗时感应电机的损耗模型.利用拉格朗日优化算法,推导出感应电机在矢量控制下稳态运行时效率最高的控制条件.实验结果证实,所建立的损耗模型在全速范围内都有着较高的准确度,所推导的最大效率运行条件也是切实有效的.     

城市污水土地处理系统优化管理模型初探(Ⅰ)--理论推导与设计

将地下水优化管理模型的嵌入法移植到非饱和土体的非线性模拟模型与管理模型的耦合当中,将高度非线性的非饱和水、质运移模拟模型作为优化管理模型的约束条件与优化模型有机结合起来,初步构建了城市污水土地处理系统优化管理模型的框架,并采用基于生物进化原理发展起来的遗传算法来解决高度非线性的污水土地处理系统优化管理模型的求解问题.     

石灰岩损伤演化的断裂力学模型及耦合方程

采用断裂力学方法分析裂纹起裂条件 ,建立腐蚀损伤岩体水力 (劈裂 )损伤的演化方程 .水化损伤的演化用矩(碟 )形板模型表示 ,用化学动力学的方法———PWP(Plummer Wigley Parkhurst)方程推导出水化损伤的演化方程 ,在此基础上 ,通过拉剪状态下水化 -水力耦合损伤演化模型 ,建立了水化 -水力耦合损伤演化方程 ,并结合工程实例将其用于耦合损伤条件下应力强度因子和渗透张量的计算     

两个浅水波模型的精确有理行波解

一个求发展方程有理行波解的方法被简化,由此可得到著名的ＫｄＶ方程和另一浅水波方程的一类新的精确行波解．     

安集海地区地下水空间信息系统

研究了地下水空间信息系统方法在一个较小的水文地质单元中的应用，这种方法以遥感作为一种信息源和监测手段；将地下水数值模型与水均衡动态分析相结合；以地理信息系统作为信息储存、管理和系统分析的工具，应用这种系统可以不断地输入新信息，预测水资源和水环境的变化，指导水资源管理、水利工程规划和水环境治理。     

流域洪水模拟通用模型结构研究

在分析流域水流特性的基础上,提出了流域可分解为一系列特征对象和流域洪水运动由水位场确定的概念,特征对象由基本元素组成,将节点水位作为模型基本变量,通过各种流域基本元素间的水量交换函数,采用数据驱动运行机制建立了流域洪水模拟通用模型,并用实例验证了方法的可行性。     

饱和砂的动孔压演化特性试验研究

利用GDS 10 Hz/20 kN双向振动三轴系统,对饱和砂进行不排水动三轴液化试验,研究了液化进程中动孔压的发展规律,并阐述了动孔压的演化机理.基于试验结果,提出适用于饱和砂的动孔压应变模型.该模型直接和动力分析中应变幅相联系,能够弥补应力模型的不足,并具有较好的适用性.等压固结条件下,动应力和固结压力对动孔压比与动应变比的关系影响较小,动孔压发展规律可近似用同一模型表示.不同动应力和固结压力作用下,饱和砂土动孔压的增长模式用Seed提出的孔压应力模型描述时,试验常数可取相同值.     

基于井间动态连通性计算低渗油藏窜流通道

低渗透油藏窜流通道的普遍发育造成注水开发效果变差。为此,提出了基于低渗透油藏井间动态连通性研究定量计算窜流通道的方法。利用井间连通性模型计算得到注采井间连通系数将由注水井注入、窜流通道产出的未起到驱油效果的无效循环水劈分到各注采方向,进而定量计算出各注采方向上窜流通道的体积和渗透率等物理参数。现场应用结果表明:该方法可有效描述低渗透油藏的窜流通道,为调剖措施的实施提供指导,具有一定的矿场应用价值。     

二维溃坝洪水波演进的数值模拟及动态显示

采用基于MacCormack预测—校正技术的隐式数值格式求解控制水流运动的二维浅水方程，建立了模拟大坝瞬间全溃或局部溃倒所致的洪水演进过程的数学模型；应用该模型对矩形明渠中缓、急流过渡的水面曲线进行了数值计算，并与理论解进行了比较；最后用该模型预测了矩形河道中大坝瞬间局部溃倒的洪水演进过程，并对模拟结果进行了定性分析。比较与分析结果表明，该模型对模拟溃坝洪水波很有效。     

建闸河口整治工程与河床演变特征研究

建闸河口整治工程引起的河床演变调整十分复杂.基于验证好的潮流、泥沙输运及河床演变模型分析了双龙河口整治一期工程和二期工程后水动力和河床演变的响应特征.结果表明,闸下河道水动力变化和河道冲淤分布与局部浚深拓宽及纳潮量增加有密切联系.若仅对河道上段局部河道进行整治,浚深拓宽段的涨落潮不对称现象加剧,局部产生回流区.若以固定坡降对整条河道进行整治,则涨落潮流速显著增加且不对称性减小.纳潮量增加在工程初期会引起口门段冲刷,而局部拓宽段会因流速相对减小而产生淤积,特别是在回流区淤积严重.因此为延长工程寿命,尚需辅以定期开闸放水和局部清淤等措施.     

引江济太水源地水质及河势可靠性分析

为了模拟计算研究区长江沿岸污染带的污染负荷量,应用有限体积法及通量向量分裂方法(FVS)建立了考虑非点源影响的平面二维水环境数学模型;同时对水源地河床演变和岸线开发利用情况进行了分析.结果表明:研究区岸线污染负荷总量超标,水源地受岸源污染较重;水源地近期萎缩较快,河床处于淤积阶段.     

团簇Mo2S4的催化析氢活性计算分析

利用Gaussian 09程序对团簇Mo₂S₄进行全参数的优化计算,根据前线轨道理论对计算所得的10种稳定构型进行催化析氢反应活性的研究,由前线轨道图及团簇Mo₂S₄与水分子的前线轨道能级差探究团簇Mo₂S₄在催化水解析氢中的反应活性,进而确定团簇Mo₂S₄催化析氢活性最好的理论模型。结果表明,团簇Mo₂S₄单重态构型的稳定性优于三重态构型,三重态构型催化水解析氢的能力相较于单重态构型更占优势;构型5^（3）在吸附氢原子与解吸氢原子的反应中都有较好的反应活性,构型4^（1）的反应活性最弱。