非饱和土中黏粒含量对水分迁移规律的影响研究

为了研究土体在非饱和状态下土壤水分的运移规律,通过室内试验,利用马氏瓶供水,研究土壤水分在不同黏粒含量的非饱和土中入渗特征。该试验对水分入渗特征研究包括两方面:一方面是研究不同黏粒含量土壤结构条件下水分随入渗时间的变化,另一方面是同一时间段内黏粒含量与表征水分入渗的相关参数的关系。结果表明:(1)Philip土壤水分垂直入渗公式在半无限均质土壤及初始含水率分布不均匀、无薄层积水条件下仍适用;(2)试验揭示了水分受黏粒含量的影响在灌溉模型中的累积入渗量、吸渗率与稳定入渗率、湿润锋及湿润锋速和在同一截面处随时间的变化规律及在土壤各截面处的发展趋势。     

脱硫石膏施用量对滨海盐碱土水分运移的影响

通过室内土柱试验,研究了5种脱硫石膏质量掺加比(0、5%、10%、15%和20%)对滨海盐碱土水分入渗能力的影响,结果表明:掺加不同比例石膏均可提高土壤入渗能力,较高的石膏掺加比对土壤湿润锋和累计入渗量的促进作用下降;5%石膏掺加比可明显促进盐碱土中水分运移;360 min时掺加5%脱硫石膏盐碱土的湿润锋运移深度是原状盐碱土的近2倍;湿润锋运移距离和时间呈幂函数关系,累计入渗量与时间的关系符合Kostiakov入渗模型和Philip入渗模型;适量掺加脱硫石膏可提高土壤入渗能力,对改善滨海盐碱土中的水分运移状态效果显著。     

入渗水头对盐碱土水分运移影响数值模拟研究

通过室内盐碱土垂直入渗水盐模拟试验,对不同水头作用下湿润锋、累积入渗量和时间变化特征实验数据进行分析模拟。研究结果表明,不同水头条件下湿润锋和累积入渗量与入渗历时有显著的乘幂关系,提出了考虑入渗水头和土壤容重条件下湿润锋的推进距离和入渗时间的关系式;累积入渗量与时间的幂函数关系中系数A与土壤容重和入渗水头的影响较小,而指数B随着入渗水头的增加而呈线性增加的趋势,随土壤容重的增加呈降低趋势。     

非充分供水条件下滴灌入渗特征研究

为了推求点源入渗条件下垂直湿润锋的运移规律,根据非饱和土壤水分运动的达西定律及其相应的假定,研究了点源入渗情况下,垂直湿润锋运移距离与入渗率和累计入渗量的关系,以及湿润锋随入渗时间的变化规律。结果表明:入渗率与湿润锋倒数间存在明显的线性关系;累计入渗量与湿润锋呈线性关系;湿润锋与时间存在明显的多项式关系。     

入渗水头对注射灌土壤水分运移及分布的影响

为了研究入渗水头对注射灌土壤水分运移及分布特性的影响,通过室内注射灌入渗模拟试验,测定了不同入渗水头下注射灌的累积入渗量、湿润锋运移距离和土壤剖面的含水率。研究表明:注射灌的累积入渗量与时间呈幂函数关系,入渗水头越大,相同入渗时间的累积入渗量越大。土壤湿润锋近似为圆心在出水口偏下的半圆形,湿润锋随时间延长运移速度变缓。在出水口下方土壤湿润范围比出水口上方大,土壤含水率也较大。入渗水头越大,相同入渗时间的土壤湿润范围越大,相同位置的土壤含水率越高。本研究结果丰富了注射灌理论,为入渗水头的选择提供参考。     

不同矿化度微咸水对土壤入渗特征的影响研究

根据室内微咸水积水入渗土壤水盐运移模拟试验结果，分析了包括淡水在内的6种不同矿化度湿润锋、土壤含水量的变化特征。研究结果表明，微咸水入渗的湿润锋在相同的时间内运移深度更大，或者湿润锋运移到相同的深度时微咸水所用的时间更短。入渗水量与湿润锋呈线性关系，湿润土体的含水量由地表向下逐渐由饱和含水量减少至初始值，水分剖面变化由缓到陡。     

用BP网络预测温度对土壤水分入渗的影响

在研究温度对土壤水分入渗的影响时，引入BP网络理论。在5℃、17℃、29℃和40℃4个温度下进行水平一维入渗实验，观测各温度下湿润锋运移距离和累积入渗量随时间的变化；根据5℃、17℃、40℃的湿润锋运移距离和累积入渗量与时间的幂函数关系，以相等的时间间隔收集训练样本，建立土壤水分运动的BP网络模型；用29℃的相应参数为检验样本，对所建模型进行校核，结果良好；该模型可以预测西安粉土5℃－40℃的水分入渗状况，这可以为制定合理的灌溉制度提供重要依据。     

非充分供水条件下滴灌人渗特征研究

为了推求点源入渗条件下垂直湿润锋的运移规律,根据非饱和土壤水分运动的达西定律及其相应的假定,研究了点源入渗情况下,垂直湿润锋运移距离与入渗率和累计入渗量的关系,以及湿润锋随入渗时间的变化规律.结果表明:入渗率与湿润锋倒数问存在明显的线性关系;累计入渗量与湿润锋呈线性关系;湿润锋与时间存在明显的多项式关系.     

覆膜方式对沟灌水分入渗影响

通过室内沟灌不同覆膜方式水分入渗试验,分析了相同水平湿润距离下覆膜方式对水分运移分布影响,结果表明：(1)相同入渗时间下不同覆膜方式的累积入渗量大小顺序为不覆膜、沟坡覆膜、沟底覆膜、沟底覆膜+1/2上部沟坡覆膜;(2)入渗初期,相同水平湿润距离下,垂直湿润锋运移距离大小顺序与累积入渗量大小顺序相同;(3)入渗结束时,不同覆膜方式的土壤含水量等值线近似半圆形,不覆膜和沟坡覆膜的土壤含水量等值线分布明显比其他覆膜方式密集,土壤含水量则明显变小。总之,本研究可以为确定合理沟灌方式提供理论依据。     

肥液浓度对涌泉根灌条件下湿润体的影响

通过大田灌水试验,分析了不同肥液浓度条件下涌泉根灌湿润体的特点。结果表明:自由入渗湿润锋运移距离随入渗时间和肥液浓度的变化符合幂函数关系,湿润体体积随肥液浓度的增大而增大,入渗前期土壤入渗率较大,入渗后期湿润体基本达到稳定状态,不同肥液浓度的湿润体体积差异减小。     

一非线性偏微分方程的相似性解方程

本文考虑了一非线性偏微分方程,它表示在不同情况下的物理问题的控制方程,应用Morgan方法,得出了相似变量和相似性解方程,并讨论了它的一些特殊情况,即在固体力学和流体力学中某些问题的控制方程及其相应的相似变量和相似性解方程。     

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...     

SPAC系统中水热耦合运移方程的有限元迭代算法

本文给出了ＳＰＡＣ系统中水热耦合运移方程的有限元算法，该算法将水热方程离散为一个块三对角代数方程组，使得水热参数同时被求出。同时，在总体上实行了迭代，一定程度上提高了计算精度     

挟沙水流能量平衡问题的研究综述

从能量平衡的观点来研究泥沙的运动规律，是泥沙运动力学中的一个重要研究方向。本文总结了有关学者提出的挟沙水流的能量平衡方程，指出这些方程还存在一些缺陷。从而从这些有缺陷的能量平衡方程所得到的一些泥沙运动理论，如输沙强度、动床阻力等，就难免在理论上存在一定的不足。因而目前应加强挟沙水流的能量平衡方程的研究，才能促进泥沙运动理论的进一步发展。     

明渠水流泥沙运动水深平均及力矩方程的理论和验证

首次提出了水流泥沙运动水深平均及其力矩方程的概念 ,并从理论上推导出这套方程组。提出水流泥沙运动力矩方程的目的有两个 ,一是在不增加空间维数的情况下可以有效地恢复水流泥沙因子沿水深分布信息 ,克服目前普遍使用的水深平均方程过多地忽略沿水深分布信息的缺点 ;二是增强模型的模拟能力。针对这两个目的是否能真正得到体现 ,分别从理论和实验室资料两个方面对新推导的力矩方程进行了全面的检验。理论验证结果表明 ,一维的力矩方程除了能模拟水深平均的流速和含沙量 ,还能够较好地模拟水流泥沙因子沿水深分布信息 ,这充分说明了一维力矩方程的二维特性。为了检验力矩方程的模拟能力 ,特别选取了一些极端的水流泥沙运动实验 ,如清水冲刷、点源加沙和深槽回淤等。模拟结果表明 ,力矩方程对于这些极端的水沙运动具有较好的模拟能力     

ASSESSMENT OF A CENTRAL DIFFERENCE FINITE VOLUME SCHEME FOR MODELING OF CAVITATING FLOWS USING PRECONDITIONED MULTIPHASE EULER EQUATIONS

A numerical treatment for the prediction of cavitating flows is presented and assessed.The algorithm uses the preconditioned multiphase Euler equations with appropriate mass transfer terms.A central difference finite volume scheme with suitable dissipation terms to account for density jumps across the cavity interface is shown to yield an effective method for solving the multiphase Euler equations.The Euler equations are utilized herein for the cavitation modeling,because some certain characteristics of cav...     

对流扩散反应型方程的一种稳定的算子分裂格式

首先提出了一种求解三维对流扩散反应型方程的算子分裂格式:DF-AD-REA分裂格式。处理纯对流算子时,采用特征线法,而扩散算子和反应项则采用显式差分格式。证明了:当Δt≤Min时,整个分裂算法是稳定的。这里,v是扩散系数的最大值,Nd是空间维数,h和U分别为i方向的空间步长和速度分量,Δt是时间步长。然后,选择一些线性和非线性的对流扩散反应型方程,用数值解与相应分析解的比较来检验算法的收敛性与精度,结果表明算法是有效的。由于算法简单、稳定,且对一、二维空间问题均适用,故可用于粘性流体流动、传质过程(如大气或河流等环境中污染物的传输)以及传热过程(如热、核电厂中的冷却水问题)等众多实际问题的计算中。     

BASIC EQUATIONS AND WAVE THEORY OF GAS-LIQUID TWO-PHASE TRANSIENT FLOW

This paper is aimed at a systematic discussion on the basic equations for two-phasetransient flow and the theory of pressure waves and interfacial waves.The characters of the ba-sic equations have been analyzed.The formulas for wave speed of pressure and interfacial waveshave been derived.It has been proved that various mathematical models can be unified by theproposed integrating model and various wave speed formulas can be unified by the derived uni-versal formula.The basic equations for the separated flow model are ill-conditioned because ofthe unreasonable neglect of the pressure differences between the phases and the interfaces.Driftflux model can improve the accuracy if some additional equations are provided.However theymust be carefully chosen.The basic equations for homogeneous flow model are well-conditionedand they can be used in two-phase transient flow,especially in the cases of no velocity slips be-tween the phases.     

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.