分布参数地下水系统时间解析优化模型

本文利用Ｌａｐｌａｃｅ伽辽金有限单元法（ＦＥＭ）研究时间解析地下水系统状态（水头）转换方程，该方程较用时间差分导出的状态转换方程在计算机内存和计算速度方面都具有优势，该优化模型已应用安阳市地下水系统规划。     

数值求解 Boussinesq 方程的有限元法

本文基于有限元方法，采用线性单元，通过节点周围单元内的一阶导数的加权平均来确定单元节点上变量的一阶空间导数值，建立了求解Boussinesq方程的数值计算模型，模型中，时间的积分采用Adams-Bashforth-Moulton预报-校正法，对波浪传播情况的计算表明该模型可以给出令人满意的结果。     

带锚杆结构分析的界面元法

本文根据界面元模型的特点，将锚杆视为在相邻单元界面上的一种特殊元件，考虑其与单元的共同工作，提出了加锚单元综合效应模型。理论分析和数值计算表明，该模型具有概念清楚、编程简单的特点，且具备界面元法精度高、未知量少、求解效率高的优点。对于锚固结构系统，采用该模型，可进行较全面的仿真计算     

空间均化水文模型及其验证

本文基于空间均化方法构建了空间均化水文模型SAHM.该模型采用基于空间均化方法建立的宏观尺度水文控制方程描述了计算单元内入渗、壤中流和坡面汇流等基本水文过程,在方程中直接包含了土壤饱和导水率和微地形的空间非均匀性,使SAHM在保持传统"点"尺度方程机理性的同时从理论上避免了方程适用尺度和模型应用尺度的不匹配问题.模型在半干旱半湿润的沁河流域上游进行了验证,并对模型参数敏感性进行了分析,结果 表明,模型具有较高的计算精度和计算效率,可用于大中尺度流域水文模拟、水资源评价和洪水预报.     

陆面水量～水质～生态耦合系统模型研究

本文在实践的基础上, 提出了“多箱模型方法”(Multi-Box Modeling)以建立陆面水量～水质～生态耦合系统模型. 该方法是基于单元模型思想, 利用计算机强大运算功能, 采用多单元耦合, 水量、水质、生态系统子模型耦合来建立模型. 其特点是, 在空间上是不同“计算单元”(箱体)的耦合; 在考虑因素上又是水量、水质、生态量化指标的耦合. 经实例验证, 该模型可靠, 计算方法简单, 能应用于生产实际.     

陆面水量～水质～生态耦合系统模型研究

本文在实践的基础上，提出了“多箱模型方法”（Multi－Box－Modeling）以建立陆面水量－水质－生态耦合系统模型。该方法是基于单元模型思想，利用计算机强大运算功能，采用多单元耦合，水量、水质、生态系统子模型耦合来建立模型。其特点是，在空间上是不同“计算单元”（箱体）的耦合；在考虑因素上又是水量、水质、生态量化指标的耦合。经实例验证，该模型可靠，计算方法简单，能应用于生产实际。     

三维无单元伽辽金法及其在拱坝分析中的应用

本文介绍了三维无单元伽辽金法的基本理论，并将其应用于拱坝结构分析中，基于变分原理推导出三维线弹性无单元伽辽金法的整体平衡方程。为了处理实际水利工程中断层、宏观裂纹等不连续情况，采用可视准则处理不连续面对积分点影响域的影响，同时考虑不连续面两表面相互作用对整体平衡方程的贡献。编制了三维无单元法计算程序并用以分析拉西瓦水电工程拱坝一地基系统模型，结果表明，其反映了拱坝在水荷载作用下的位移分布规律。     

区域饱和-非饱和多孔介质的溶质运移简化模型

在迭代求解区域饱和非饱和拟三维渗流模型的基础上，建立区域溶质运移简化模型。该模型将溶质运动在非饱和带简化为一维垂直运动，饱和带简化为二维剖面运动，在非饱和带与饱和带分别形成对流_弥散方程，并通过维持近饱和带溶质质量守恒组成统一的系统，采用有限单元法数值处理技巧，在同一个矩阵方程中求解饱和与非饱和含水层的浓度变化。该模型无需迭代计算，大大减少工作量，为求解区域溶质运移问题提供了新方法。算例验证表明，区域溶质运移简化模型技术可行，结果可信。     

分析拱坝应力的分载位移法

本文以试载法为基础,提出拱坝应力分析的分载位移法.本法以拱单元和梁单元为计算体系,按位移法分别由拱和梁两套系统建立以结点变位和分配荷载为未知量的平衡方程,从中消去分配荷载得到以结点变位为未知量的整体协调方程.与常规试载法比较,本法具有计算工作规格化、内存少、计算量小及便于动力分析等优点.     

地震过程中作用在刚体重力坝的水压力计算

本文基于空间势函数积分问题发展了边界积分方程模型，并将其转化为围绕目标单元的线性积分，此模型可以用于地震过程中作用于刚体重力坝表面水压力的计算。     

A HIGH RESOLUTION FINITE VOLUME METHOD FOR SOLVING SHALLOW WATER EQUATIONS

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｃｏｎｄｕｃｔｆｌｕｉｄｆｌｏｗａｎａｌｙｓｅｓｉｎｍａｎｙａｒｅａｓ ,ｓｕｃｈａｓｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ .Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｂｅｃｏｍｅｓｇｒａｄｕａｌｌｙｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔａｐ ｐｒｏａｃｈ .Ｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｆｏｒｇｅｎｅｒａｌｓｈａｌｌｏｗｗａｔｅｒｆｌｏｗ ｐｒｏｂｌｅｍｓａｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ,ｂｕｔｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｏｆｃｏｍｐｌｅ…     

高压引水隧洞的有限元计算

钢筋混凝土高压引水圆型隧洞的设计与计算,其中一个重要的内容是用有限元模型正确模拟地应力,以判断在隧洞开挖后围岩的2次应力场中的应力是否仍大于内水压力在围岩中产生的主拉应力,围岩会不会出现水力劈裂现象?也就是说,要保证运行期间不发生水力劈裂,只有按内水压力作用下的三次应力场中不出现拉应力(或者拉应力远小于围岩的极限抗拉强度)来确定围岩的承载能力方能保证这一点.用变温应力场来模拟地应力能够获得合理的位移与应力计算结果.隧洞混凝土衬体的配筋是由裂缝开展宽度计算确定的.通过模拟钢筋的有限元模型的钢筋工作应力的计算结果来确定混凝土的缝宽,将能够较全面地考虑包括隧洞体型尺寸、围岩弹模与弹性抗力、混凝土标号、衬厚、配筋量以及高压固结灌浆的残余应力等诸因素的影响,合理地确定配筋量.     

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...     

A new three-dimensional finite-volume non-hydrostatic shock-capturing model for free surface flow

In this paper a new finite-volume non-hydrostatic and shock-capturing three-dimensional model for the simulation of wave-structure interaction and hydrodynamic phenomena(wave refraction, diffraction, shoaling and breaking) is proposed. The model is based on an integral formulation of the Navier-Stokes equations which are solved on a time dependent coordinate system: a coordinate transformation maps the varying coordinates in the physical domain to a uniform transformed space. The equations of motion are discretized by means of a finite-volume shock-capturing numerical procedure based on high order WENO reconstructions. The solution procedure for the equations of motion uses a third order accurate Runge-Kutta(SSPRK) fractional-step method and applies a pressure corrector formulation in order to obtain a divergence-free velocity field at each stage. The proposed model is validated against several benchmark test cases.     

Coastal Urban Flood Simulation Using FEM,GIS and Remote Sensing

In this paper, a rainfall runoff model for coastal urban watershed considering the effects of tidal variations using Finite Element Method (FEM) is presented. Overland flow is modeled using the mass balance equation considering the impervious character of the urban watershed. Storm water flow through the channel is modeled using the diffusion wave form of the Saint Venant’s equations and considering the tidal variations. Galerkin’s FEM is used in the approximation of the governing equations. One dimensional linear line elements are used in the channel discretization. Further the mass balance based overland flow model and diffusion wave based channel flow model have been integrated for prediction of flood. Slope values for the overland flow are determined using the Geographical Information System (GIS) from the Digital Elevation Model (DEM) of the area. The landuse is determined using the remote sensing data. Remote sensing data is analyzed using the ERDAS Imagine and ArcGIS and the Manning’s roughness is calculated for each subdivision of subcatchment. The developed models have been verified with the models available in literature and are found to be satisfactory. Further, the integrated model has been applied to the runoff simulation of a coastal urban watershed in Navi Mumbai, in Maharashtra state of India to analyze the flooding in monsoon season along with the tidal influences. The model could satisfactorily predict the runoff due to monsoon rains coupled with the tidal variations. The developed model will be useful in the urban coastal flood analysis due to heavy rainfall and tidal effects.     

基于黏聚裂纹模型的混凝土断裂过程扩展有限元法模拟

为了解决混凝土材料的断裂问题,采用扩展有限元法结合黏聚裂纹模型对混凝土非线性断裂力学行为进行模拟。在黏聚裂纹模型中,裂纹附近应力场没有奇异性,因此,基于四结点四边形单元构造了一种新的黏聚裂纹模拟的扩展有限元位移模式,并采用符号函数对所有的开裂单元(包括裂纹贯穿单元和裂尖单元)进行加强。采用类似于"弧长法"的方案求解非线性控制方程。结果表明:该加强策略解决了裂尖单元裂纹两边应力不等的问题,其裂尖位置任意,且混合单元处理方便。通过数值模拟混凝土Ⅰ型和混合型断裂问题,将模拟结果与参考解及试验结果进行比较,误差均在5%以内,验证了该方法的可靠性。该方法采用统一的符号函数进行加强,编程更为方便。     

基于均匀设计的高地温隧洞衬砌混凝土抗压强度影响规律研究

以分析高地温隧洞环境对衬砌混凝土性能的影响规律为目标,采用高地温湿度养护箱模拟高地温隧洞中的温湿环境,进行衬砌混凝土的养护,利用均匀设计的试验方法获得较为全面的试验数据,通过回归分析得到不同养护龄期的回归方程,归纳出温度、水胶比、砂率三个主要因素对衬砌混凝土单轴抗压强度的影响规律。结果表明:通过回归方程,温度、水胶比及砂率均可找到一个最优值(如水胶比为0.42、砂率为45%、养护温度为57℃)使得衬砌混凝土的单轴抗压强度达到最大值;随养护温度的升高,最大衬砌混凝土单轴抗压强度对应的水胶比及砂率均有所增大,如养护龄期为28 d时,水胶比为0.31(养护温度55℃)、0.52(养护温度115℃)。因此,混凝土养护温度较高时,应适当增大水胶比及砂率。     

FORECAST OF WATER TEMPERATURE IN RESERVOIR BASED ON ANALYTICAL SOLUTION

The water temperature in reservoirs is difficult to be predicted by numerical simulations. In this article, a statistical model of forecasting the water temperature was proposed. In this model, the 3-D thermal conduction-diffusion equations were converted into a system consisting of 2-D equations with the Fourier expansion and some hypotheses. Then the statistical model of forecasting the water temperature was developed based on the analytical solution to the 2-D thermal equations. The~ simplified statistical model can elucidate the main physical mechanism of the temperature variation much more clearly than the numerical simulation with the Navier-Stokes equations. Finally, with the presented statistical model, the distribution of water temperature in the Shangyoujiang reservoir was determined.