上海粘性土剪切带形成的平面应变试验研究

采用可行性边界变形局部化量测的平面应变仪，对上海典型硬粘性土（２层褐黄色粉质粘土、６层暗绿色粉质粘土）进行平面应变不排水剪切试验，研究局部化变形的初始分叉点，剪切带倾角随固结应力σ３之间的变化规律，评价Ｃｏｌｕｍｂ和Ｒｏｓｃｏｅ理论对剪切带倾角的预估，初步研究了剪切带内的变形机理。     

上海粘性土剪切带形成的平面应变试验研究

采用可进行边界变形局部化量测的平面应变仪 ,对上海典型硬粘性土 ( 2层褐黄色粉质粘土、6层暗绿色粉质粘土 )进行平面应变不排水剪切试验 ,研究局部化变形的初始分叉点、剪切带倾角随固结应力 σ3 之间的变化规律 ,评价 Columb和 Roscoe理论对剪切带倾角的预估 ,初步研究了剪切带内的变形机理。     

基于薄层单元的黏弹性人工边界的模拟

为了解决黏弹性人工边界在实际应用过程中前处理时间长、不易实现等不足之处,提出了基于薄层单元的黏弹性人工边界的模拟方法。利用单元矩阵等效原理,采用薄层单元构造了等效黏弹性边界单元,并通过在大型通用有限元软件MSC Marc中设置等效黏弹性边界单元的参数属性,实现了黏弹性人工边界的模拟。三维均匀弹性半空间算例和某混凝土重力坝工程实例结果表明:采用等效黏弹性边界单元得到的计算结果与理论解、基于黏弹性人工边界的计算值非常相近,相对误差不超过1%。因此,采用薄层单元的模拟的黏弹性人工边界具有足够的精度,且施加方便,这为实际工程进行抗震分析提供了简便且精确的方法。     

浅水型同流污水排放近区稀释特性

用三维湍流模式结合混合有限分析法对浅水型同流情况下污水排放的近区稀释特性进行了数值计算，与Ｐａｒｒ和ＭｃＧｕｉｒｋ的试验资料进行了对比，两者吻合较好，进而给出了温度和速度的沿程变化规律以及浮力射流的分叉现象。     

MATHEMATICAL MODELING OF OIL SPILL ON THE SEA AND APPLICATION OF THE MODELING IN DAYA BAY

Through the study of the theory of oil spill model, a mathematical modeling of oil spill on the sea is developed which with the consideration of spread, diffusion, drifting and attenuation of oil slick is influenced by evaporation and emulsification factors. A model that under the effect of ocean dynamic condition of tide, wind and wave, using Monte Carlo method to simulate the movement of oil slick is established. The modeling is applied to calculate and predict pollution range of oil spill at oil quay and oil ship in Daya Bay. The prediction results have basically shown the pollution situation by emergency of oil spill on the sea.     

55℃温水法早期推定混凝土强度试验

混凝土结构物质量的评定和控制，一直是采用在浇筑现场取样制作的试件的28天龄期为标准强度，并以此为检验的依据，但由于试验周期长，不能及时地预报施工质量状况，难于根据混凝土质量变化及时调整混凝土配合比，这样既不利于充分利用水泥活性又不利于混凝土施工质量的控制，因此利用早期强度判断混凝土质量就显得十分重要。早期推定混凝土强度的试验，在70年代甚至更早些已开展，其试验方法大致可归纳为两类：（1）依据经过早期加速养护的试件强度推定混凝土28天或其它龄期的强度。（2）依据快速分析新拌混凝土的水灰比和组成等推定混凝土…     

澳门路环发电厂温排水物理模型试验研究

基于温排水物理模型相似关键条件,建立了澳门路环发电厂温排水物理模型。详细研究了澳门机场扩建及机场以西水域规划方案实施后电厂温排水对周边水体的影响。通过改变不同排水口位置,对排水口附近水域表面温升以及取水口的取水温升分布进行对比分析,推荐了最优的工程布置方案,明确了推荐方案在各种典型潮位下的温升影响。对同类工程有参考意义。     

一二维耦合河网水沙模型研究

借鉴河网水流的三级解法,将二维河段概化为河网内部河段,通过河网节点流量和输沙量的平衡,建立一二维耦合河网水沙模型。模型采用全隐式方法建立二维河段以首末断面的水位和含沙量为中间变量的矩阵追赶关系,进而建立整个一二维河网的节点水位及含沙量的矩阵方程组。对方程组的求解,可实现一二维水沙模型的耦合求解。通过对长江下游大通至镇江概化河网的验证计算,表明模型具有很好的实用价值。     

非稳定渗流下的三维边坡稳定分析

在边坡稳定分析中,通常采用二维条分法,但实际上滑坡体常常具有三维特性,因此相应地产生并发展了边坡稳定的三维条柱法。然而,在进行三维稳定分析时通常较少考虑边界水位变化时产生非稳定渗流时的边坡稳定性。以某一工程为例,基于三维简化Bishop法思想,并考虑边界水位变化时的非稳定渗流场,给出了相应的安全系数公式,进行边坡稳定性评价,结果表明,在边界水位变化时,水位下降初始阶段的安全系数值最低,且三维分析方法得到的安全系数较二维分析法有所提高,能更客观地对边坡稳定进行评价。     

追赶法在含闸分洪河道水动力计算中的改进研究

基于追赶法的Preissmann隐式格式是对圣维南方程组进行离散的常见方法,然而在包含有分洪闸等具有分洪功能的河道水动力计算中,难以用传统的追赶法直接进行求解。本文针对分洪河道中闸门的不同出流情况,对传统追赶法进行改进。首先将分洪河道断面反向编码,将流出河道改为流入河道,形成适用于传统追赶法计算思路的一般树状河网结构;然后,针对分洪闸不同出流方式,分别讨论与之对应的模型概化的方法,通过采取河网分割、边界类型转换衔接等方法进行特殊处理,实现与传统树状河网计算思路的统一;最后,以东苕溪流域为例进行实例分析,结果表明文中所提处理方法合理,模型模拟效果较好,可有效解决含闸分洪河道的树状河网水利计算问题,便于推广应用。     

新型高阶Boussinesq水波方程

从经典的Boussinesq方程出发，引入两个参数并对方程中的部分项进行替换，通过严格的数学推导给出量级为O(εμ2)的高阶非线性项，得到一种新型的高阶Boussinesq方程。该方程的色散关系比经典Boussinesq方程提高了一阶，变浅作用性能也得到了改善，方程的适用范围由浅水达到中等水深。利用Crank-Nicloson格式的有限差分法对方程进行数值模型在一维方向上进行离散计算，建立了高阶Boussinesq方程的数值模型。为验证数值模型的正确性，将数值计算结果与Zou等(2001)的物模试验结果以及Beji与Nadaoka方程的数值结果进行对比，本文的数值结果与试验结果吻合程度较好，表明本文方程可适于模拟变水深下的波浪场数值模拟。     

三层流体模型的非线性波演化方程

本文在浅水波假定下，采用垂直向平均方法导出了三层流体模型的推广的Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程；同时也给出了三层流体模型基于Ａｉｒｙ理论的很长的长波方程，线性化波动方程以及单向传播波的ＫｄＶ方程，这些方程在退化精形可化为二层，单层流体模型的相应方程。     

EVOLUTION EQUATIONS FOR NONLINEAR WAVES IN A THREELAYER FLUID MODEL

ＥＶＯＬＵＴＩＯＮＥＱＵＡＴＩＯＮＳＦＯＲＮＯＮＬＩＮＥＡＲＷＡＶＥＳＩＮＡＴＨＲＥＥＬＡＹＥＲＦＬＵＩＤＭＯＤＥＬ￥ＺｈｕＹｏｎｇ（ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ...     

基于近似黎曼求解器的三维浅水方程组求解方法

将求解平面二维浅水方程组的Godunov型有限体积法扩展至求解三维浅水方程组,建立具有激波捕捉特性的三维数学模型,将扩大三维浅水方程数学模型的应用范围。模型中湍流封闭采用非线性K-ε模型,水平方向数值通量采用HLLC近似黎曼求解器计算。为改善数值格式稳定性,垂向扩散项采用隐式离散,且在局部小水深处将三维模型退化为水深平均平面二维模型,所开发的模型在形式上具有时、空二阶精度。随后采用水跃、干河床溃坝洪水演进等算例对模型进行检验,结果表明:该模型具有较好的稳定性,能保证静水平衡,在间断解处能给出高分辨率的数值解,并具有较好的干湿边界模拟能力。     

基于有限体积法的伴随数值模型研究

传统上认为伴随数值模型的构造应先设计正向方程的数值格式,然后由数值格式推导伴随数值格式建立伴随模型,但利用该方法过程繁杂繁琐,且从正数值模型直接得到伴随模型,制约了对伴随模型数值格式的具体设计,如利用该方法就无法构造有限体积法的伴随数值模型.为发挥有限体积法在数值格式和边界拟合方面的优势,和检验对伴随方程进行数值格式选取和设计的可行性,本文直接从深度平均的非线性守恒型浅水方程出发,先利用Lagrange法推导得到其伴随方程,然后再对浅水方程和伴随方程的数值通量分别采用二阶精度的Roe格式和一阶精度的Lax-Friedrichs流函数格式,建立正模型和伴随模型采用不同数值格式的无结构三角网格有限体积法的伴随模型.进行的一系列数值实验,正确反演出了顺直河道和概化河口的开边界,结果表明该方法构造伴随模型是可行的,为伴随模型的构造方法开辟了一条新的途径.     

复杂输水系统中恒定流的数学模拟

本文提出了一种用于恒定流分析的通用数学模型，该模型把任意复杂的输水系统划分为一些简单的单元，对每个单元建立形式相同的单元方程，将单元方程合成，引入边界条件，就可得到系统的总体方程，然后用节点分组解法求解.该模型具有通用性强、计算速度快、计算精度高等优点，实例分析表明，本文的计算方法是正确的、可行的.     

洪泛区河网非恒定水沙数学模型的研究

鉴于江河流域中下游地区交错复杂的河网体系 ,本文建立了适应性强的复杂河网区非恒定水沙数学模型。模型中采用汊点分组方法求解水流方程组 ;选用了与实际情况较为吻合的汊点分沙求解方法 ,建立了分洪口门修正模式 ,采用适合于复杂流动状态下泥沙方程组的求解方法。同时为了提高模拟精度和扩展模拟功能 ,对河网中蓄水汊点和分蓄洪区的水流运动模拟等环节提出了合理可行的数值处理方法 ,并提出了河网水沙运动模拟中进一步需要研究的问题。最后把本文所建模型应用于汉江杜家台分蓄洪区的水沙运动模拟     

平面二维河床冲淤计算有限体积法

给出了边界层坐标系下平面二维河床冲淤计算数学模型方程 ,并用河势贴体正交曲线二维网格形式来划分计算区域 ,模型控制方程及定解条件采用有限体积法进行离散 ,数值求解基于SIMPLE算法。该模型用武汉河段天然实测资料进行了验证 ,并在工程实践中得到了大量的应用和检验     

溢流坝面压力分布的半解析解

本文从纳维埃斯托克斯方程式出发,应用贴体坐标变换,推出了计算溢流坝面反弧段压力分布准三维的精确方法,且用差分法进行了数值解。该方法和有限元法相比,具有计算简单、时间短、易于收敛的优点。     

滑坡涌浪垂面二维数值模拟

 根据可压缩流连续方程和Navier-Stokes方程，推导出滑坡涌浪的控制方程，并建立了垂面二维滑坡涌浪数学模型。采用非规则贴体网格有限体积法和显示MacCormack法步进求解方程，并且利用新滩滑坡的相关资料进行了验证。结果表明，模型的计算值与原型观测值吻合较好。