HD水电站库岸大型斜坡变形体成因机制及稳定性评价

近年来,受水库蓄水及降雨等因素影响,造成大量水电站库岸边坡变形加剧,一旦失稳极可能对电站的正常运行造成极大危害。本文选取距HD水电站坝址约6 km,方量约353万立方米的库岸边坡变形体作为研究对象,通过综合采用野外地质精细调查、室内试验、三维数值模拟和理论分析等方法对该变形体的稳定性及成因机制进行深入研究。结果表明：该岸坡变形体基岩以玄武岩、凝灰岩为主,覆盖层总体较薄,主要为碎石土,变形体的持续发育由多因素耦合作用引起;当暴雨或水库蓄水时,变形体有效应力减小,位移量增加,滑面剪应变增量增加且贯通性更好;三维数值模拟结果显示,在天然、暴雨、低蓄水位(1586 m)和高蓄水位(1691 m)工况下的最大变形量分别为33.9 cm、56.2 cm、79.5和88.6 cm;该变形体的发育过程可分为两个阶段,分别是天然情况下的稳定阶段和暴雨或水库蓄水后的加速变形阶段,暴雨和库水位上升是促进该变形体持续变形的主要原因。     

高地应力水平岩层隧道滞后型岩爆时空倾向性机制分析

浙江杭温水平岩层隧道内滞后型岩爆频发,但目前对于其孕育机理和时空倾向性研究不足。故采用有限差分软件,通过地应力测试和统计现场岩爆资料的方法,研究分析滞后型岩爆时空特征机制。结果表明:(1)滞后型岩爆具有明显的时空倾向性特征。近70%的滞后型岩爆时间上发生在该区开挖6～30 d,空间上滞后于掌子面30～100 m之间;且多发生中等岩爆,岩爆等级及可能性随时空变化呈现倒“V”形趋势。(2)硬岩在高地应力环境中具有明显的延性与时效变形特征;在卸荷条件下,应力释放率的逐渐增加是诱发滞后型岩爆的最主要因素。(3)开挖一定距离后,隧道周边不同位置处都出现应变能突变,且保持较高的应变能密度,易发生等级较高的岩爆。上述结果为以后预测滞后型岩爆和施加相应支护措施提供了依据。     

基于Pathfinder和虚拟现实的民用机库应急疏散仿真

为了预防机库火灾严重威胁人们的生命安全,且为火灾疏散研究提供更好的实验平台,本文基于Pathfinder建立大型民用机库的疏散仿真模型,根据真实人体参数设置人员性别、身高、肩宽、移动速度等属性,通过计算机模拟得出人员疏散路径和疏散时间,并参照Pathfinder模拟结果选用Unity3D引擎进行虚拟现实环境搭建、交互设计和Agent模型的构建,开发机库虚拟现实应急疏散仿真系统。在群体疏散模拟子模块中模拟8种不同起火位置的疏散情况,并在单人疏散演练子模块中,邀请10位测试者,在机库虚拟环境中选取6个不同的初始位置,进行了5轮疏散测试,结果表明：虚拟现实环境中的模拟结果与Pathfinder模拟结果接近,验证了虚拟现实疏散仿真系统模拟的有效性;单人疏散演练中测试者经过两到三轮练习,疏散时间明显缩短并趋于稳定,验证虚拟现实疏散演练系统可帮助用户提升应急疏散能力。     

采动覆岩注浆离层力学结构模型及稳定性预测方法： 以张集煤矿为例

煤矿开采引发地表岩土层移动变形,进而导致建筑倒塌、生态环境破坏等问题,离层注浆是减缓地表沉降的重要手段之一。为了研究淮南矿区倾斜地层采动离层的发育和稳定性,基于关键层理论,建立由主关键层、注浆阻隔层、亚关键层组成的采动覆岩注浆离层力学结构模型,提出注浆离层稳定性力学判据。采用离散元数值模拟分别建立水平和倾斜地层模型,模拟煤层开采过程中裂隙演化规律及可注浆离层发育情况。结果表明,水平和倾斜地层导水裂隙均未贯通注浆阻隔层,主关键层底部均发育可注浆离层,水平地层可注浆离层开度比倾斜地层的开度更大。数值模拟证明采动覆岩注浆力学结构模型可以对采动离层稳定性进行有效预测。     

基于光滑粒子元的水-沙两相流冲刷数值仿真

基础河床冲刷逐渐成为水工建筑物等结构破坏的主要原因,传统分析方法基于欧拉网格法模拟,易出现网格畸变、计算不收敛等情况,降低了计算效率与精度.基于拉格朗日坐标系下无网格光滑粒子元法（Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH）对河床冲刷过程进行数值模拟;将泥沙相视为非牛顿流体,分为沉积物、推移质、悬移质三种状态;引入Drucker-Prager与Shields应力模型作为泥沙状态转化判断准则,为不同状态泥沙粒子赋予不同流变特性,使计算结果可准确描述水-沙耦合过程. 提出了基于SPH多相流模型的河床冲刷数值仿真改进算法,编写了泥沙冲刷计算模块,采用GPU进行计算加速,最后将所得数值水槽模型与Louvain溃坝试验及其他同类仿真结果进行对照. 结果表明：本文模型能够更为准确地反映冲刷发展整体趋势;各时刻自由液面、水-沙交界面轮廓均方根误差均在合理范围内;数值模型与试验结果吻合度较高.     

非马尔科夫可修表决系统可靠性数字仿真

本文设计了求解任意非马尔科夫可修表决系统可靠性指标的仿真算法,通过仿真计算可以获得系统任意瞬态可靠性指标。文中给出了几种不同情况的仿真实例。文末对本文算法进行了检验。     

一种通用的城市道路交通流微观仿真系统的研究

交通流仿真是研究交通问题的有效工具,本文采用复合概率、模糊逻辑等方法建立了描述交通流中不确定性因素、车辆的到达,在路段上行驶以及通过路口的微观仿真模型,并利用面向对象的方法设计实现了于种基于上述模型的通用城市交通流微观仿真系统,比较真实地再现了车辆在道路网络的行驶过程。     

过程系统仿真中的分离技术

首先阐述了过程系统建模与仿真发展的现状,并就目前过程系统建模与仿真的智能化,集成化的需要,阐述了过程系统建模与仿真中的管线与设备分离,算法与数据分离,环境与模型分离的设计思想,最后,给出了应用系统的体系结构。     

国外定性仿真应用评述

概括介绍了国外定性仿真在各个领域内的应用情况,并从应用理论和方法、应用领域、应用效果、发展方向等多方面加以评述。     

基于红外物理与传热学的目标红外成像模型

现有计算机图形学的光照模型,都是对可见光的光照效果的描述,由于它们没能反映物体的红外特性,因而不能为目标的红外仿真提供显示模型。本文从红外物理及传热学的基本理论出发,提出目标的红外成像仿真模型。该模型成功地模拟了由内热源引起的目标的红外特征。从实验结果看,模型的红外仿真效果较理想。