水位波动影响下的非稳定渗流问题研究

非饱和土体孔隙中的水、气均遵守质量守恒定律和达西定律,根据多孔介质的多相流理论建立水-气二相流模型,模拟边坡土体在水位波动影响下水相和气相流体相互趋替的渗流行为.模型的求解采用效率较高的积分有限差分法进行空间离散,并编制了全隐式联立求解的计算程序,通过变换主要变量,实现了饱和(单相)与非饱和(二相)的相互转变,采用随时间变化的Dirichlet边界条件精确模拟水位波动时的变水头边界条件.同时分析了某土质边坡在水位波动影响下的孔压(孔隙水压力、孔隙气压力和毛细压力)及含水量变化情况.结果表明,由于气相的影响,孔隙水压力和毛细压力在非稳定渗流过程中存在显著差异,水位上升或下降时浸润线附近存在着含有封闭气体的准饱和区,该模型为定量研究准饱和区的渗流行为提供了有效途径.     

高应力软岩巷道支护有限差分法

针对鸡西市荣华煤矿东主运输巷道软岩支护问题,结合X射线衍射分析结果和巷道变形监测结果,采用有限差分法,分析荣华煤矿巷道在不同的支护形式下的应力场分布及塑性区体积,优化筛选出较为合理的支护方式.计算结果表明,采用预应力全锚索支护技术可以有效地将围岩应力转移到岩层深部,降低喷层单元的切向应力.锚索与周围岩体相互作用,起到"组合梁"与"组合拱"作用,使得围岩塑性区体积与巷道底板位移量明显减小.     

运用ANSYS9.0计算重复压裂井周围注/采诱导应力

通过编制有限元程序计算重复压裂井周围注/采生产地层孔隙压力诱导应力,并结合3Dsurfer软件给出诱导应力三维分布.计算结果表明:注/采生产诱导应力沿初始裂缝方向和垂直裂缝方向均产生张应力;新方法计算结果与有限差分法最大相对误差9.502%.该方法计算简便,便于工程应用.     

使用Z变换FDTD法计算仿真色散媒质中电磁场

在使用FDTD法计算仿真电磁波在复杂色散媒质中的传播时，由于介电参数的复杂性往往给实现带来很大的困难，因此有必要对常规的Maxwell方程做出修改，使得FDTD迭代式能更独立于媒质函数，有利于程序通用化；基于此使用Z变换法把FDTD法应用到复杂色散媒质电磁场计算中；最后给出了一维情况下的仿真图．使用上述z变换法可以简便对于色散媒质FDTD法计算和编程．     

光子带隙微带天线的分析与设计

采用时域有限差分法分析计算了光子隙微带天线的S参数,发现了光子带隙微带结构具有明显的禁带特性,然后利用仿真软件讨论这种结构天线参数的变化与对其禁带特性的关系.最后归纳了这种天线的基本设计原则和这种光子带隙微带天线的优点.     

基于拓扑描述函数的结构拓扑优化设计

提出了一种基于水平集方法的结构刚度拓扑优化设计方法.该方法将结构的边界隐式地嵌入到一个高一维标量函数的零水平集模型中,通过一个Hamilton-Jacobi类型的偏微分方程来控制水平集函数的动态运动,从而间接地实现结构边界拓扑和形状的动态演化.偏微分方程中的法向运动速度依据优化目标函数的形状敏度分析结果建立.用有限元法和有限差分法相结合的方法分别实现弹性平衡方程和Hamilton-Jacobi方程的数值计算,并通过一个典型算例证明所研究方法的有效性.     

柔性机械臂系统动力学建模的研究

有限差分法和有限元法不仅对于均匀梁的单连杆柔性机械臂系统的建模有效,而且较假设模态法等方法更适合于非均匀截面梁的柔性机械臂系统的建模。应用这两种方法建立单连杆柔性机械臂系统动力学模型,模型中包含了机械臂的形状参数以及驱动器的参数。为验证建模方法的有效性,进行了大量的数值仿真工作,仿真结果显示其有效性和可行性。     

温度影响下箔片动压止推轴承分析

为了探讨高温、高转速透平机械中影响箔片轴承性能的温度及气膜压力场分布等因素,对以弹性支撑结构刚度为常数的箔片动压止推轴承建立了雷诺方程和能量方程,并对轴承内部的气流速度进行了分析;通过将气膜的温度、压力以及箔片的变形进行流固热多场耦合,采用有限差分法进行数值计算,得出了内部气膜温度和压力分布,由此分析了轴承结构刚度和轴承数的变化,以及气膜压力、温度和承载力的变化趋势。研究结果表明:支撑结构刚度增大,轴承间气膜的平均压力减小,平均温度上升;轴承数增大,气膜的平均压力和温度升高。设计气体轴承时弹性支承结构的刚度与转子的转速应予以考虑。     

基于差分法的旋进漩涡流量计抗振动干扰的实验研究

论文研究了管道振动对旋进旋涡流量计有效信号采集的影响,提出了一种消除旋进旋涡流量计管道振动的传感器安装方法,通过在流量计主体同侧轴向并列安装双传感器采集信号,再将两路信号差分处理,消除管道振动对信号采集的影响.实验研究针对DN50口径旋进旋涡流量计,通过实验证实:采用新的传感器安装方法和差分处理法,可以消除管道振动给流量测量带来的影响,实验验证了本方法的有效性.     

路段上车辆的进入和离去对交通流的影响

运用差分法对连续交通流模型进行求解,对数值解取不同的初始值,分别求出不同初始值时,路段上无车辆的进入和离去、只有车辆的进入和只有车辆的离去3种情况下的密度、速度及流量,并作出相应的k-t,u—t,q-t图。得出了当密度较小时,车辆的进入和离去对交通流的影响不大;当密度接近最佳密度时,车辆的进入会大大降低路段上的车流量,...