二维空腔运动边界STOKES流动的数值模拟

利用边界元方法数值研究二维空腔运动边界Stokes流动的流场变化问题。首先,在对称流动情形下利用有关文献的理论和实验结果作参考来验证该数值方法的有效性。然后数值研究非对称流动各情形矩形空腔内涡旋生成和发展的规律。数值计算结果表明：s=-1时的数值计算结果与理论分析结果以及实验结果比较一致。对非对称流动情形,在s的绝对值不太大的范围内,伴随s的增加,矩形空腔内涡旋的生成、发展过程可由s的5个临界点分成6个阶段。本方法适用于不同高宽比和任意速率比的矩形空腔对称和非对称流动问题。     

基于PFC-CFD的双环径向反应器流场特性数值模拟

双环径向反应器是一种具有更低床层压降和更高节能效率的反应器,为研究催化剂床层和反应器结构对反应器内流场的影响,模拟了颗粒尺寸为10 mm、12 mm、16 mm和20 mm随机堆积床层和分布筒开孔率为0.044、0.087和0.121时反应器内流场变化规律.结果表明:用较小的催化剂颗粒填充的床层具有更高的流场均匀度,综...     

南昌市地下水系统数值模拟

研究区供水水源由地下水为主转变为以地表水为主,以及新老工业区地下水开采变化,使得研究区地下水流场几经更迭。自20世纪70年代中期后,研究区地下水开采总量呈缓慢下降态势,至2007年,开始基本稳定,然而地下水降落漏斗仍呈扩展趋势。分析研究区水文地质条件后,建立相应的水文地质概念模型,在此基础上应用GMS软件对研究区地下水水流进行模拟。对模型进行检验与识别后,分现状及规划条件两种开采方案,对研究区2011-2020年的地下水水位进行了预报,预报结果显示漏斗中心及其他工业区地下水开采量较大地方观测孔水位先降后升,说明研究区地下水流场受人类活动因素影响大,现在的流场尚未稳定,仍处于形成过程中。     

钱塘江河口弯道潮流场的数值模拟

钱塘江河口潮流错综复杂．依靠零星的实测潮流资料无法全面描述其流场特征．本文采用Dcldt3D模型对钱塘江河口闻家堰至仓前河段的潮流场进行二维数值模拟．着重研究了河口弯道的流场特性．结果表明．河口弯道流场具有跟无潮河流弯道显著不同的特性．如弯道流速向下游递增；涨、落急主流线分歧；涨、落潮流对丁坝工程的响应不同．以及下游弯道水面横比降大于上游弯道．     

信号灯控制下的交通流数值模拟

为研究信号灯控制下的交通流特性,利用先前提出的一个改进的NaSch模型对信号灯控制下的单车道交通流进行了建模和模拟,模型中考虑了司机和车辆的敏感性．模拟得到的流量一密度图包括3个不同的密度区域,即畅通交通、饱和交通和拥挤交通．结果显示：当信号周期丁小于某个值时,饱和流量随着丁的增大而增大,这与大多数微观模型的模拟结果不同．随后通过车辆演化时空图分析了其中的微观机理,得出司机和车辆的敏感性对流量的变化起着重要的作用．同时对交通拥堵特性也进行了研究,表明当处于饱和交通时,信号灯不仅会引起局部拥堵,还会对整体交通造成影响．     

陶粒混凝土冲击损伤演化的三维数值模拟

为了研究陶粒混凝土在冲击载荷下的损伤演化规律, 利用蒙特卡洛随机数和背景网格建模方法, 建立了陶粒混凝土的三维数值模型, 模拟了冲击载荷下陶粒混凝土的损伤演化过程. 研究表明: 冲击载荷下陶粒混凝土的细观损伤演化速度随着陶粒体积分数的增加和加载脉冲的增加而增加. 细观数值模拟还显示了陶粒混凝土的破坏过程, 即损伤演化从陶粒骨料开始, 之后向砂浆基体延伸扩展.     

基于三维数值模拟的高填方边坡强夯效应研究

根据某拟建变电站高填方边坡地质资料建立三维数值计算模型,计算分析不同夯击能和夯击位置条件下边坡土体的竖向位移、水平位移和加速度等响应随动力时间的变化规律.不同工况下的计算结果表明:夯击主要影响表层土体,夯击能越大夯击区域表层土体位移越大,不同夯击能下土体影响区变化较小;夯击引起的土体加速度峰值随夯击能的增大而增大;夯击点离边坡面越远,夯击影响区有所增大而夯沉量有所减小,且边坡顶部和边坡面中部水平位移下降十分显著.研究结论可为类似高填方边坡工程强夯施工设计提供参考.     

混凝土动态劈裂拉伸试验的数值模拟

采用LS-DYNA有限元编码程序，对混凝土的动态劈裂拉伸试验进行了数值模拟，给出了混凝土试样在不同类型加载情况下应力分布之间的差异，证实了动态劈裂拉伸试验的有效性，提出了改进试验方法的若干结论．     

带长方形切口式样的冲击破坏数值模拟

简要介绍了光滑粒子动力学方法的基本思想和基本方程,利用该方法编制程序对带长方形切口式样的冲击破坏过程进行了数值模拟.给出了用这种方法模拟三维冲击破坏的一个算例,并对有关问题进行相关的讨论.     

弹性体涂覆砌体墙抗爆炸冲击数值模拟

采用LS—DYNA动力学有限元软件对弹性体涂覆砌体墙在爆炸载荷下的响应进行了数值模拟,并研究了爆炸荷载作用下结构的应力、速度、位移的变化及破坏过程．通过比较各种涂覆方式下的响应,对该涂覆技术的有效性进行了评估．数值模拟的结果表明：采用弹性体涂覆能有效提高砌体墙的抗爆炸冲击能力．     

高频雷达海洋回波谱的数字模拟

根据Barrick导出的一阶和二阶高频雷达诲洋回波截面方程,以二阶雷达截面方程为基础、在极坐标条件下,把参与散射的二维海浪波数空间分解为无数一维海浪波数空间之和,与之对应．并将二阶海洋回波谱的模拟转化为固定波数下二阶回波子谱的模拟,再将各二阶回波子谱叠加就得到完整的二阶海洋回波谱．这一算法避免了传统的回波谱模拟过程中需求解非线性方程——等频线方程的麻烦．文中给出的模拟结果与其它模拟算法结果相一致,提出的模拟算法简洁,编程简单．模拟结果的精度容易控制．运算速度大大提高．     

汽车侧气囊动态冲击试验仿真

通过侧安全气囊的动态冲击试验, 优化了仿真模型的参数, 并在此基础上讨论了不同速度和不同气孔参数情况下, 侧安全气囊对乘员的保护性能. 使用LS-DYNA提供的Hybrid模型模拟侧气囊的点爆, 分析了气囊排气孔的气体流动数学模型, 也对冲击槌与气囊的冲击模型进行了介绍. 试验与仿真结果数据对比后表明, 在一定碰撞速度范围内, 侧气囊具有良好的保护作用, 并且气孔对侧气囊有相关影响.     

混凝土材料的平板撞击实验与数值模拟研究

通过实验和数值模拟研究了混凝土材料在强冲击载荷（平板撞击）下的动态特性.采用内径57mm的一级轻气炮实验结合高阻锰铜压阻计的动态测试技术,得到了C40混凝土试样的原始电压-时间波形曲线,并换算得到相应的应力-时间波形;分析应力波传播速度,得到材料的最大应变率约为55.40×10s-1,压力峰值区间为0.340~2.702GPa.实测结果表明：不同位置处的压力在快速上升至峰值后均随时间衰减,且冲击波峰值随传播距离快速衰减,呈现出明显的粘弹性特征和耗散特性.并利用LS-DYNA程序对混凝土试样的平板撞击实验过程进行了数值模拟,模拟的应力-时间曲线与实测压力波形走势完全一致,峰值很接近,整体吻合较好.     

盾构壁后注浆对地表沉降影响模拟研究

结合宁波轨道交通某区间隧道施工, 研究了盾构壁后注浆对地表沉降的影响, 考虑壁后注浆压力消散和浆液固结硬化过程, 采用FLAC3D有限元软件对开挖过程模拟计算, 分析了不同注浆量和不同注浆压力下的地表沉降变化规律以及浆液硬化作用对地表沉降和管片位移的影响规律, 并将地表沉降和拱顶位移的计算值和实测值进行对比分析. 结果表明: 本工程最佳注浆量4.0~5.0m3, 最佳注浆压力约0.3MPa; 硬化作用引起的地表沉降占总沉降约5%, 引起的管片位移占总位移约15%. 针对宁波土质, 合理确定注浆量和注浆压力能够有效控制地表沉降, 合理配制浆液, 实时监控注浆量、注浆压力和浆液强度, 能够有效控制管片的上浮和变形.     

地下水系统的动态模拟

针对地下水系统的动态特征及数值模拟中存在的问题,提出了几种处理方法,得到了更符合地下水系统实际的动态模拟模型。     

在相对论性等离子体中横振荡色散关系的数值分析

对Mikhailovskii的横振荡色散关系的物理模型进行数值模拟。所得结果在极端相对论下（α=0．3）不仅与Mikhailovskii的理论相吻合,还得到了Mikhailovskii没得到的1〈-↑vp〈10范围内的色散关系,而且将α取不同值的色散关系全数据化地模拟了出来。     

港池波浪绕射的数值计算

将缓坡方程引入到SWAN波浪谱模型,修改了波浪谱方程中传播速度的表达式,从而改进其在计算波浪绕射作用的不足.选用美国Delaware大学波浪水池实验资料对改进后的SWAN模型进行检验,计算结果与实测值吻合较好,表明SWAN模型能有效模拟近岸复杂地形下的波浪传播.将模型应用于琵琶门电厂港池内波浪的传播计算,分析防波堤4种不同的布置方式下港池内波浪有效波高分布图.研究发现,防波堤走向布置对改善港池内的泊稳条件有显著作用,而防波堤口门大小的作用相对较小,为有效掩护整个港池,防波堤布置方式应尽量垂直于波浪传播方向.本文成果对类似海岸工程有借鉴意义.