南水北调中线工程三维仿真系统开发

开发了南水北调中线工程三维仿真系统,将整个中线工程及周边地形地貌在计算机上进行了虚拟再现。应用地形自动建模软件TerraVista和地物建模软件Creator,完成了大范围地形地物数据的建模。采用两级地形三级纹理分块动态载入的方法解决大地形调度问题,同时实现了二维导航漫游、信息查询、渠道水流模拟等方面的功能,为南水北调中线工程的研究提供了三维可视化辅助平台。     

ADINA中钢筋预应力施加方法分析

以麻黄沟预应力钢筋混凝土渡槽为例,采用ADINA有限元分析软件对其进行有限元建模,重点分析了钢筋预应力的施加方法。经分析指出:在ADINA分析软件中,初应变法适合杆单元,降温法适合体单元。     

实际地形下溃坝波的有限近似解

采用有限近似法5点格式离散二维浅水波方程组,建立平面二维溃坝洪水波模型。通过与平底无摩擦二维非对称部分溃坝问题其他数模的结果比较,结果表明该模型能够较好地模拟自由面的变化规律,具有较强的间断捕捉能力。进而对实际地形下的二维溃坝问题进行了计算模拟,给出了精细的数值结果,揭示了复杂的运动特性,进一步显示了有限近似法模拟溃坝洪水波间断面的形状和位置的优良性能,是求解溃坝流动的有效方法之一。     

我国各种高程系之间的换算及应用

一、高程及基面的概念1、高程 高程（标高）指的是某点沿铅垂线方向到绝对基面的距离,称绝对高程。简称高程。某点沿铅垂线方向到某假定水准基面的距离,称假定高程。“高程”是测绘用词,通俗的理解,高程其实就是海拔高度。在测量学中,高程的定义是某地表点在地球引力方向至平均海水面的高度,也就是重心所在地球引力线的高度。     

面向对象的黄河水沙数据模型设计与应用

从数据模型的角度研究了二维水沙数值模拟计算的数据管理,分析了参与二维水沙数值模型计算的数据种类,采用面向对象的数据建模方法定义了各种数据的属性、方法及其相互关系,设计了适应黄河下游河流数值模拟特征的水流泥沙数据模型,并利用Visio工具和ArcObjeets组件将数据模型应用于二维水沙数学模型的数据管理与可视化.数据模型的建立理清了二维水沙模型数据间的关系,实现了水流泥沙数据共享管理,为Access、SQL Server等数据库提供了统一的数据访问接口,有效地减少了数据储存冗余,有助于提高科学计算的可视化程度.     

堤防在交变水位作用下的二维渗流分析

用二维非定常饱和－非饱和渗流模型，模拟堤防的渗透和浸润面的变化情况，数值结果给出了不同时刻的孔隙水压及发布，比较了不同时刻堤防上游面的浸润线变化。本研究考虑的因素接近工程实际，如洪水期间的水位变动，非恒定降雨及非均匀土质等因素的影响；对于多种土质的不规则多连通域能够自动生成二维有限元网格。     

基于ADINA平台的FLAC^3D建模

FLAC^3D缺乏可视化的建模工具，建模难度较大，提出了以ADINA有限元程序建立三维模型，划分网格，采用VC写了ADINA-FLAC^3D的接口程序，实现了FLAC^3D的快速建模。并通过工程实例验证了该方法的有效性。     

地形实体建模及其在工程施工中的应用

阐述了利用AutoCAD进行地形地貌三维建模的思路和方法,以及利用三维模型“所见即所得”,即直接感观模型效果、直接获得工程量、直接获得坐标数据等的特性。结合工程实践,将三维模型应用到工程施工中。三维建模,尤其是与地形相关的建模,尽管较二维制图复杂,但一旦实体构建完成,并将其应用在工程中,将是一劳永逸、受益匪浅。所以二维制图向三维建模的延伸是其必然。     

用有限近似法求解二维溃坝波的演进

为了对水库和堤防的失事影响作出定量评价,以便合理确定水库或堤防的防洪标准以及采取恰当的避险措施。采用有限近似法5点格式离散二维浅水波方程组,建立平面二维溃坝洪水波模型。通过与平底无摩擦二维非对称部分溃坝问题其他数模结果的比较,表明该模型能够较好地模拟自由面的变化规律,具有较强的间断捕捉能力。进而模拟有障碍物水槽中的二维溃坝波绕流现象,给出了精细的数值结果,揭示了水流复杂的运动特性。研究结果表明了有限近似法在模拟溃坝洪水波间断的形状和位置方面的优良性能,是求解溃坝流动的有效方法之一。     

液滴冲击流动液膜的格子Boltzmann模拟

采用单相格子Boltzmann方法模拟了二维液滴冲击流动液膜的含自由面的流动过程。由定义的质量与密度的比例系数来追踪气液自由面的变化。表面张力通过计算界面格点处作用在流体上的汽液相间作用力加入到模型中。数值模拟了速度比(液膜流动速度与液滴撞击速度的比值)和液膜相对厚度(液膜实际厚度与液滴直径的比值)不同时,液滴冲击流动液膜的过程。与液滴冲击静止液膜时的计算结果和理论分析结果进行对比,分析了液滴冲击流动液膜后产生的流动现象及其内在机理,产生的水花的铺展半径和溅起高度随时间的变化规律,并讨论了飞溅产生条件。     

Poroelastic solid flow with double point material point method

This paper presents the numerical modelling of one and two-dimensional poroelastic solid flows,using the material point method with double point formulation.The double point formulation offers the convenience of allowing for transitions in the flow conditions of the liquid,between free surface flow and groundwater flow.The numerical model is validated by comparing the solid flow velocity with the analytical solution.The influence of the Young's modulus on the solid flow velocity is discussed for both one and two-dimensional analysis cases.The effect of the shape of the two-dimensional solid is investigated.It is shown that the solid stiffness has an effect on the poroelastic flow velocity,due to swelling and bending for the one and two-dimensional cases,respectively.The shape is found to be an important factor on the flow velocity of the poroelastic solid.     

倾斜岸河流和水库水面污染带下的污染物质量浓度分布

基于静止水体中横向和垂向扩散系数不相等的瞬时线源二维扩散的解析解,推导出水面有限宽瞬时污染源二维扩散的质量浓度分布计算公式。在顺直倾斜岸坡大宽度深水情况下,基于横向和垂向扩散系数不相等的角形域映射原理,推导出倾斜岸水面瞬时污染带下角形域中二维扩散污染物质量浓度分布的理论公式。计算与分析结果表明,在简化条件下该公式与理论解完全一致,角形域倾角对污染物的质量浓度分布影响较大,角形域内质量浓度分布具有随倾角参数为奇、偶数而不同的特性,计算点距离岸坡顶点越近,角形域倾角对污染物质量浓度分布的影响越大;横坐标越大,影响越小;水深越大,影响也越小。     

黄河干流白银市水川段水面线计算方法对比分析

为克服能量方程逐段试算方法在河道水面线计算上存在的不足与局限,本文以黄河干流白银市水川段为例,采用二维水动力数值计算模型,对4种洪水频率工况下黄河干流白银市段的水面线高程进行计算,并将二维数值计算结果与能量方程计算结果进行复核和评价。经计算可知两种计算方法在计算结果上存在偏差,能量方程在河道水面线计算上是一种近似成果,而二维数值计算能够更加真实反映河道的实际情况,因此在水面线计算时推荐二维数值计算方法。     

Development and Analytical Verification of an Integrated 2-D Surface Water—Groundwater Model

DIVAST is a two-dimensional hydrodynamic and water quality numerical model developed for estuarine and coastal modelling. The original model enables the simulation of problems such as pollution and flooding in surface waters. In this paper the existing model is extended to allow the modelling of 2-D groundwater as well as surface water in the same model, using an integrated approach rather than two disparate models. The changes to the original model are summarised and the method of implementation is outlined. The new extended model (DIVAST-SG) is then tested against an analytical solution to verify that the model solves the equations correctly. The model is shown to predict the analytical solution for two different scenarios to within approximately 1 % of the height of flood wave.     

倾斜岸河库水面污染源下浓度分布的理论分析

从保守物质横向和垂向扩散系数不相等的静止水体中瞬时线源二维扩散的解析解人手,分析推导出半无限水面瞬时污染源下二维扩散的浓度计算公式。在顺直倾斜岸坡大宽度深水情况下,借助于横向和垂向扩散系数不相等的角形域映射原理,进而推导出倾斜岸水面瞬时污染源下角形域中二维扩散浓度分布的理论公式。在简化条件下该理论公式与可对比理论解完全一致。结果分析与讨论表明:角形域倾角对污染物的浓度分布影响较大;角形域内浓度分布具有倾角参数n(180/)为奇数和偶数不同的双重特性;计算点距离岸坡顶点越近倾斜岸坡对浓度分布的影响越大;横坐标越大影响越小;水深越大影响也越小。该理论公式可为河库水质监测布点与数据的归纳分析、水质模型的验证和污染混合区浓度估算提供有力的工具。     

基于粗糙度的边坡开挖质量多维评价方法

边坡开挖与质量评价是水利工程建设中的关键环节,如何高效、全面、直观地对开挖工程质量进行评价是工程建设各方关注的问题。针对水利工程边坡开挖过程中数据采集、处理效率低及指标不完整的问题,结合规范中的质量评价指标,利用设计基准数据及三维激光扫描获取的开挖面点云数据,引入粗糙度的概念分别构建一维断面线比值、二维开挖面测点超欠挖值及方差、三维表面投影比等多维度的质量评价指标,同时开发了边坡质量评价系统,以对开挖边坡进行综合评价。最后,通过对某工程实例分析表明,上述多维度的指标能够全面直观地反映开挖质量情况,通过评价系统能为边坡开挖现场质量评价与控制提供实时、全面的信息支撑。     

水力机械基于CATIA的三维设计方法可行性研究

在基于CATIA软件的曲面造型设计、零件及装配设计、设备设计、管路及附件设计、二维出图等功能的基础上,结合水力机械专业的特点,建立了水力机械相关设备及管路附件的三维模型,探索了应用CATIA软件在工程的预可研、可研、初设、技施阶段进行水力机械三维设计、二维出图的可行性和实用性.     

Area-differentiated modelling of P-fluxes in heterogeneous macroscale river basins.

A model (MEPhos) for the calculation of the total phosphorus output from diffuse sources by drainage, wash-off, groundwater outflow, soil erosion and rainwater sewers as well as from point sources is presented. The model is based on a pathway- and area-differentiated emissions approach and calculates mean long-term P-inputs to surface waters. Phosphotopes are used for spatial discretization and modelling of diffuse P-inputs. Based on the modelling results "hot spots" for high P-loads can be localized and a management option for the input reduction to surface waters can be proposed which are adapted to site properties. The applicability of the model is demonstrated for two macroscale river basins in Germany (- 13,000 km(2) each) with contrasting natural conditions and land use patterns.     

Flexural-gravity wave resistances due to a moving point source on 2-D infinite floating beam

The flexural-gravity wave responses due to a load steadily moving or suddenly accelerated along a rectilinear orbit are analytically studied within the framework of the linear potential theory. A thin viscoelastic plate model is used for a very large floating structure. The initially quiescent fluid in the ocean is assumed to be homogenous, incompressible, and inviscid, and the disturbed motion be irrotational. A moving line source on the plate surface is considered as a moving point in the two-dimensional coordinates. Under the assumptions of small-amplitude wave motion and small plate deflection, a linear fluid-plate coupling model is established. The integral solutions for the surface deflections and the wave resistances are analytically obtained by the Fourier transform method. To study the dynamic characteristics of the flexural-gravity wave response, the asymptotic representations of the wave resistances are derived by the residue theorem and the methods of stationary phase. It shows that the steady wave resistance is zero when the speed of moving load is less than the minimal phase speed. The wave resistances due to the accelerate motion consist of two parts, namely the steady and transient wave responses. Eventually the transient wave resistance declines toward zero and the wave resistance approaches the steady component as the time goes to the infinity. Furthermore, the effect of the strain relaxation time for this viscoelastic plate is studied and it exhibits more influence for a high-speed motion.     

基于PKPM中STS模块的门式刚架内力分析

PKPM中STS模块是中国建筑科学研究院开发的集平面空间于一体的功能强大的以钢结构计算为主导的建筑软件,是目前国内应用最广泛,被绝大多数设计院所认可的钢结构计算程序。在设计过程中,应用STS进行门式刚架设计,可以极大地提高效率,因此熟练地掌握STS,对于从事钢结构设计的人来说是非常必要的。在门式刚架设计中,需要选出控制截面,通过详细介绍PKPM软件中STS模块的二维门式刚架建模过程,以设计的工程为例,完成了内力计算,得出了控制截面。