河网非恒定流的克隆仿真方法研究

针对河网非恒定流设定情景批量仿真中存在大量的重复计算,提出了一种基于仿真克隆技术的并行累进增量克隆仿真方法.基本思想是:合并相互关联的初始设定情景,并依据关联点对合并后的设定情景进行并行增量克隆仿真.理论分析与实验结果均表明,该方法具有较好的计算性能,在同等时间复杂度下,其计算效率比传统的并行与分布仿真方法提高了两倍以上.     

河网非恒定流的节点水位解法与松弛迭代解法比较

讨论了河网非恒定流的节点水位解法与松弛迭代解法,阐述了用迭代法求解河网非恒定流的优越性,并将该方法成功地用于500多条河道的大型河网水力计算,模拟了多种工况下的水流情况,均得到令人满意的结果.     

一维河网非恒定流数学模型的并行计算

运用并行计算,求解一维河网Preissman四点隐式差分格式离散方程组中耗时最多的节点水位方程组,有效缩减了模型的求解时间.针对当前商业并行编程平台不能实现进程迁移和网络异常情况下无法保证计算结果正确性的现状,自主开发了并行通讯平台,并根据模型并行计算需要制定了相关通讯协议.以上海浦东河网为例进行了数值模拟.结果表明:当河道数一定时,存在最优客户端数;当客户端数小于最优客户端数时,并行算法所需时间小于串行算法时间,并随着客户端数增加所需时间也逐渐减少;反之,所需时间则逐渐增大.     

大型河网水流模拟的矩阵标识法

提出了一种适合大型河网模拟计算的矩阵标识法。该法克服了以往方法依赖节点编码优化的缺陷，具有使用内存省，计算效率高，节点编码任意，可扩充性、可移植性好和通用性强等优点。     

明渠非恒定流及输沙试验系统

为研究明渠非恒定流运动特性和输沙机理,建立了长20m,宽29.5cm,高40cm的水槽非恒定流实验系统。该系统包括变坡水槽、供水控制、水位和流速量测、推移质循环及测量5个部分。通过计算机控制生成设定的非恒定流过程;沿水槽架设的6个压力传感器监控沿水槽的水位变化;采用二维激光流速仪测量垂线流速分布。初步试验结果表明:该系统可以生成稳定可重复的非恒定流过程,得到包括水深、流量、流速及输沙率变化的大量非恒定流试验数据,为洪水波的运动特性及输沙特性研究奠定了基础。     

非恒定流作用下丁坝水毁研究现状分析

丁坝是天然河流中常见的航道整治建筑物,丁坝水毁研究是世界难题。恒定流作用下的丁坝水毁研究较多,但丁坝在非恒定流作用下水毁却是更加显著。本文分析了丁坝水毁原因及非恒定流作用下的水毁特征,阐述了非恒定流作用丁坝研究进展,给出了天然河流非恒定流的过程特征。     

关于河道一维非恒定流水温预测模型的研究

作者在全面地分析影响河道水温变化各种因素的基础上，根据大渡河流域实测资料所推荐的有关计算纵向离散系数的经验公式．确定了一种适宜于河道一维非恒定流水温的预测模型．作者运用此模型预测了水库下泄低温水、火电厂温排水对下游水环境的影响及其应用价值，其结果可为制定水库生态用水调度方案和流域开发的环境影响评价提供科学依据．     

明渠、河网非恒定流的有限元数值解法

本文从Галёркин加权余数法出发,导出一维非恒定流的有限元数值计算模式,不仅可以用于一般明渠和河网情况下的水力计算,更可与二维非恒定流进行联合运算以克服一般所采用的有限差分法的不足.本模式在空间方面,采用二节点拉格朗基线性单元,而在时间方面,采用加权差分,属于无条件稳定,其计算模式与六点隐式差分格式相当.本模式曾以长江下游段的实测资料作为对比验算,所得结果与实际情况有较好的吻合.     

珠江三角洲一维河网非恒定流悬沙预测模拟

在河网水流三级联合解法的基础上,利用“节点含沙量控制法”,假设节点处冲刷和淤积较小,所有节点的含沙量控制方程可以通过输沙量守恒方程用矩阵形式写出,求解该不规则的稀疏矩阵方程组,得到所有节点处的含沙量;单一河道断面处的含沙量通过单一河流悬沙输运的求解方法获得,从而建立珠江三角洲全流域悬沙预测模型,并用实测资料对该模型进行了率定和验证,验证结果良好．     

Five-point Element Scheme of Finite Analytic Method for Unsteady Groundwater Flow

The finite analytic method is a new valuablecomputational method proposed by C.J.Chen atthe beginning of the1980’s,with which moreideal result could be obtained in solvinghydrokinetics equation[1,2].The finite analyticmethod is also applied in groundwate…     

非定常不可压缩流体运动的三步控制体积--有限元法研究

采用了基于守恒原理的控制体积－－有限元法，在基于三角形单元的多边形控制体上以同阶、同节点的线性插值函数对空间离散；以三阶精度的三步法对时间离散。提出了节省运算时间的方法。     

平面突扩管瞬态流动的有限元模拟

用有限元方法对不可压缩粘性流体在平面突扩管流中的瞬态流动进行数值模拟，给出了不同突扩比、不同时刻、不同雷诺数下，平面突扩管流物流线图谱和速度矢量图，对于分析突然扩大管流及其它复杂管道处涡旋的形成及能量损失的产生具有一定的参考价值。     

内燃机中一维非定常流动计算的特征线法与有限体积法的比较

用有限体积法和特征线法分别计算了一台非增压１０缸柴油机的进排气压力波和一台６缸增压柴油机的涡轮入口及压气机出口压力,并与其相应的测量结果对比．结果表明：高速时以上两种方法计算的进气压力波与实测值均存在较明显的偏差,涡轮入口和压气机出口压力、排气压力波和低速时进气压力波均与实测值吻合较好,与特征线法相比,有限体积法计算的压力波更能反映高频部分的变化．还分析了两种方法对网格密度的依赖性和质量守恒计算误差,显示有限体积法均优于特征线法．     

基于神经网络的岩土工程结构随机有限元分析

针对有限元蒙特卡罗法计算量大的弊端和岩土工程结构功能函数不能用显式表达的可靠性分析问题，提出并论证了基于神经网络的随机有限元（有限元蒙特卡罗）分析法。神经网络具有高度非线性的映射能力，可用来逼近结构响应量与随机变量的映射关系。通过典型岩土工程结构的应用实例分析，初步显示了基于神经网络的有限元蒙特卡罗法的应用效果和前景。     

耦合结构中的功率流有限元法

基于杆和梁结构中的功率流有限元基本方程 ,提出了将功率流有限元法应用于耦合杆、梁结构中耦合点处节点和单元的具体处理方法 ,得到了耦合矩阵 .进一步将功率流有限元法应用于具有任意耦合角度的复合框架耦合结构 ,得到了结构内弯曲波和纵向波的能量分布以及能汇点 ,为振动控制的进一步实施提供了依据     

有限元法在液压传动流道分析计算中的应用

用有限元方法对液压传动中的异形断面－等腰三角形，梯形和矩形断面流道进行数值模拟，获得了不同流动条件下的流场，给出了计算结果。     

非定常流场和声场有限元内燃机排气消声器研究

 消声器是降低内燃机排气噪声的主要部件。通过设计独立测试排气噪声的台架实验,分析了安装消声器前后的排气频谱特征,对比期望的噪声评价曲线,得到了消声器性能不足的频段主要集中在中高频。根据流体和声学的基本理论,基于三维数值有限元,分析了复杂消声器非定常流动状态下其压力场、温度场、再生噪声场分布和主要贡献的噪声频段,研究了消声器在稳态下的传递损失;通过研究声学传递过程中的空腔模态特征,找到了影响消声效果的主要因素。基于消声器仿真模型,研究了消声单元结构特征与消声性能之间的关系,通过改善复杂消声器的小孔结构和增加吸声材料,采取实验对比分析了插入损失,验证了分析和改进的有效性。本文综合分析了流体、声学以及流体对声学的影响,研究了内燃机排气消声器性能,此系统方法能更全面地了解和改进排气噪声。     

黏弹性流动数值模拟的稳定化方法

采用稳定化有限元法对服从Oldroyd B型构成律的黏弹性流动数值分析。应力，速度和压力分别用不连续分片k次多项式Pk，连续分片k 1次多项式Pk 1和连续分片k次多项式Pk逼近，这里k≥0为任意整数。Lesaint-Raviart方法被用于处理附加应力张量的扩对流项。在假设连续问题有一充分小的光滑解的情况下，用不动点定理证明了逼近问题有唯一解，并给出了误差估计。     

蜿蜒河道水流数值模拟及其应用

在蜿蜒河道的水流计算模拟中,提出了以水深为权重的质量集中有限元方法,改进了河床横断面高程变化剧烈的不稳定计算模式.以此方法建立了二维蜿蜒河道水流数学模型,模拟了飞云江中下游河道枯、丰水期大、中、小潮的流动形态,与实测水位、流速和流向资料相比吻合良好.