溃坝洪水的二维算子分裂——特征线模拟

根据特征线法的基本原理，推导了一维浅水运动的特征线方程和相容性方程，构造了用于溃坝计算的显格式，模拟了一维矩形断面低坝全溃的洪水波演进过程，并基于算子分裂建立了相应的二维问题特征线数值格式，对瞬间部分溃坝时二维洪水波的演进过程进行了数值模拟。得到的数值模拟结果表明，这种方法精度高，有较强的渍坝涌波捕捉能力，展示了溃坝波的运动特性，为溃坝引起的灾害预测和分析及防灾减灾等工程问题提供一种有效的数值模拟方法。     

一维溃坝洪水波的数值模拟-时空守恒法

应用改进的时空守恒法对一维溃坝洪水波进行了数值模拟,从计算结果与分析解比较可知,该法能够很好地模拟溃坝洪水波,甚至对于下游为干河的情况,依然能得到满意的结果.而且,此方法精度高,有较强的溃坝涌波捕捉能力,可展示溃坝波的运动特性,为溃坝引起的灾害预测和分析及防灾减灾提供一种有效的数值模拟.     

低涌变电站溃坝洪水发展演进的研究

以东莞低涌变电站为例,讨论100 a一遇洪水时上游发生溃坝的洪水波演进的特性。针对电站所处挂影洲围四周河道环绕的特点,将整个溃坝过程分三阶段模拟。首先利用二维溃坝模型模拟得出溃口流量、洪水流场、溃坝波高及其传播时间等特征;再讨论溃坝波传播并淹没整个挂影洲围的过程;最后应用堰流公式等计算洪水逐渐抬高水位,直至与河道水位齐平过程的水位流量过程线。以此来探讨从堤坝溃决到结束的整个过程中不同阶段的水位、流速和流量变化规律。     

基于WENO格式的一维溃坝波的数值计算

应用高精度加权本质无振荡(WENO)格式构造了溃坝水流计算的数学模型,模拟了坝体瞬间全溃时洪水波的运动过程,并将计算值与理论解进行了比较。结果表明,WENO格式精度高,稳定性能好,能够很好地模拟溃坝波的演进过程。     

一维和二维溃坝波的混合有限分析解

针对水深平均二维浅水方程高分辨率模型,采用非交错网格下的二维对流扩散方程的混合有限分析法,运用SIMPLE算法结合Rhie and Chow的动量插值技术计算二维溃坝水流．一维理论解和其他格式的二维数值结果符合良好,表明非交错网格下的混合有限分析法能正确有效地求解溃坝问题．进而对部分溃决情况下的溃坝波传播和绕流问题进行了数值模拟,给出了精细的数值结果,揭示了复杂的运动特性,进一步表明混合有限分析法具有较强的溃坝波的捕捉能力,是求解溃坝流动的有效方法之一．     

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。     

椭圆形断面溃坝波Ritter解

Saint-venant方程组经特征变换后得到特征线方程组,即不变量形式。本文对椭圆形断面不变量中的被积函数用级数展开再积分,得到了Riemann不变量的初等表达式,导出了溃坝波的解析式。并给出了求解无因次量V_(max)/gA_0/B_0~(1/2)、Q_(max)/A_0g·A_0/B_0~(1/2)、ω的辅助图。本文的方法可用来预报椭圆形断面溃坝洪水波问题。     

一维溃坝波的数值模拟——基于WENO重构的解耦格式

采用五阶精度的WENO格式对界面变量进行数值重构,形成高精度的数值离散格式,对其捕捉溃坝波的能力进行分析。用roe平均对一维浅水方程组进行局部线性化,通过直接和解耦2种格式进行求解,数值模拟溃坝洪水的推进过程,得到沿程的水位和流速分布。与理论解的比较表明基于WENO5重构的解耦格式,具有很高的分辨率,展现了溃坝涌波的运动特性。     

一维溃坝问题的间断Galerkin方法

将间断Galerkin方法应用于一维溃坝问题中,采用了两种不同数值流函数,对其进行比较。使用TVDM,TVBM型的限制器,同时利用一种改进的限制器来消除振荡。与一种高分辨率TVD性质的差分方法做了比较。结果表明间断Galerkin方法得到了更加逼真的图像。     

一维弹性或粘弹性应力波方程正,反问题的特征线类方法

本文利用特征线或拟特征线法,对弹性或粘弹性分层均匀介质模型的应力波方程的正、反问题给出了求解方案,并对不同的分层均匀介质阻抗的设定值及不同的粘性系数做了数值试验。结果表明,方法简便、有效、稳定,阻抗的理论设定值与反演近似值非常吻合。     

变几何涡轮特性拟合的数学模型

本文通过对涡轮特性曲线的物理意义和几何特征的分析,提出了适用于喷嘴安装角可调的涡轮流量特性和效率特性的拟合模型,并提出了一种新的计算方法来确定拟合数学模型中的待定参数。用该模型拟合了某发动机变几何动力涡轮的特性。与原节点数据相比,流量和效率特性拟合回代值的平均相对误差分别为0.675％和0.534％。另外,又拟合了某定几何高压涡轮的流量特性,平均相对误差值为0.638％,其结果令人满意。     

双S弯进气道锤激波动态特性研究

发动机喘振产生的瞬时高压引起的进气道内锤激波载荷是飞机进气道结构强度设计的关键因素之一。通过对飞行器进行内外流一体化非定常三维数值计算,分析双S弯进气道内锤激波三维流场非定常特性的演化过程,研究了不同马赫数,不同超压比对双S弯进气道锤激波载荷的影响。研究表明：锤激波经过进气道弯道时,弯道外侧流场压力远大于内侧;锤激波离开进气道入口后,进气道内流场经过数个周期逐渐恢复至初始状态;相同进气道反压时,来流马赫数越小,锤激波在进气道内部传播速度越快,且进气道内部压力系数峰值越大;相同来流马赫数下,随着超压比的增大,锤激波在进气道内部传播速度加快,进气道内部压力系数峰值增大。     

带背景激波系的凹腔流动特性研究

凹腔作为超燃冲压发动机的一种火焰稳定器受到广泛关注,凹腔剪切层与背景激波系的相互作用影响凹腔火焰稳定器的性能。为深入分析背景激波系对凹腔流动的影响,设计了长深比为13.3的闭式凹腔,将凹腔模型前缘激波和风洞上壁面干扰激波作为背景激波系,在Ma=2的直连式风洞中开展了背景激波系与凹腔剪切层的相互作用的试验,采用高速纹影系统对瞬态流场进行了捕捉,重点关注背景激波系和凹腔剪切层的动态变化特性。采用纹影序列的本征正交分解来研究流场中的主要相干结构,采用快速傅里叶变换和连续小波变换对流场的频率域特征进行了分析。结果表明：在背景激波与剪切层相互作用下,激波结构产生大尺度振荡,凹腔内流动结构产生小尺度脉动。通过对激波位置的傅里叶变换分析,发现激波振荡的主导频率集中在90～400 Hz的范围内。通过对纹影图像的空间傅里叶变换分析,发现5 kHz以下的流场振荡主要由激波振荡引起,5 kHz以上的流场脉动主要由凹腔内流动结构引起。     

摩托车减震器的结构特性分析

叙述了几种典型减震器的结构,分析了减震器的示功特性、阻尼特性与行驶匹配对摩托车整车平顺和稳定行驶的重要性,并分析了主动型减震器在未来摩托车应用的前景.     

基于曲线拟合的仿真模型验证方法

仿真模型的验证方法研究是仿真模型可信性评估VV＆A（Verification,Validation and Accreditation）中重要的研究内容之一。本文根据仿真模型的特点,利用曲线拟合方法,提出了一种基于计算模型指标过程差的统计验证方法,并以一个简单的物流仿真模型验证为例,说明了该方法的可行性和有效性,为仿真模型的验证提供了一个方法参考。     

基于Hermite算法的曲线拟合

通常人们获取的数据是不连续的点,必须对它们进行分析处理。使用插值和拟合之后,可以从不规则的事物中找到其内在的规律,从而指导实践。本文研究了Hermite算法,通过实验得到了很好的曲线拟合效果。     

基于ENO格式的一维溃坝水流数值模拟

将ENO格式和Runge-Kutta时间离散的思想应用于一维Saint-Venant方程组的求解,数值模拟溃坝洪水,得出了水位和流速的沿程分布.经与理论解比较可知,数值解在间断渡附近没有出现数值振荡,水位和流速大小与理论解均吻合较好,表明采用ENO格式所建立的高分辨率模型能够很好地模拟溃坝波的演进过程.     

Mechanical Characteristics of Oil-Damping Shock Absorber for Protection of Electronic-Packaging Components

A microstructure oil-damping shock absorber was designed for the protection of electronic-packaging components in vibration-impact environments. The nonlinearity of the oil viscosity, the oil flow characteristics, and the coupling between the oil and the physical structure were included in a mathematical model of the oil-damping shock absorber to attenuate vibrations. The results of multi-parameter-coupled dynamic tests show that the mathematical model accurately simulates the actual physical system of the oildamping shock absorber. The model could be used for engineering designs of vibration-impact isolation of electronic-packaging components.     

基于指数拟合的强震震级与余震长度的研究

本文根据已有数据对地壳破裂的最大长度与震级之间的关系进行研究,得出了它们之间呈现近似指数关系:y=04199e0.7172x.     

一种基于产生式系统的空间直线拟合方法

求解设备转动副的高精度实际轴线是提高设备运行精度的重要措施之一.当空间测量点密集时,通常的最小二乘法很难得到正确的拟合直线.研究发现,最小二乘法易造成90°的偏转,即发生偏转后,直线位于理想直线的垂直面内;造成这种偏转的原因是最小二乘法距离函数不是一个单极值函数,发生偏转的直线实际上是取得了其中一个最小值,而非全局的极小值.为防止偏转,提出了一种基于产生式系统的空间直线拟合方法,该方法首先为拟合直线指定一个基本方向,然后通过微分变化,经有限次迭代便可求得理想的拟合直线.该方法能有效避免在使用最小二乘法求取拟合直线时产生的偏转问题,通过在机器人关节轴线测量中的应用证明,该方法在工程实际中有较高的应用价值.