ELCIRC模型逆向追踪插值初步分析

ELCIRC河口模型优点之一是水平法向速度的全导数采用逆向追踪计算。这种欧拉-拉格朗日模拟必须采用精确的追踪算法。就ELCIRC现有模型中插值方法的双线性映射误差进行了一定的讨论,给出另外一种较为简化的迭代算法。通过弯道水槽算例分析可知,迭代算法在计算精度和计算有效性上与原有的程序基本一致。     

ELCIRC模型在番禺区台风暴潮数值模拟中的应用

基于水动力模型ELCIRC建立了珠江口天文潮与风暴潮耦合模型,风场计算采用QSCAT/NCEP混合风场和台风经验模型风场相加的方法,南中国海大范围模型提供外海边界,在对模型进行验证后,分别选取了"0313号"台风"杜鹃","0601号"台风"珍珠"和"0814号"台风"黑格比",代表登陆型、北进型和西进型路径的台风进行番禺区台风暴潮的数值模拟计算,计算结果表明能较准确地反映番禺区台风暴潮的增水值及出现时间。     

基于FD/MLSFD的混合算法计算 二维浅水方程

将基于最小二乘法的无网格有限差分方法(MLSFD方法)和传统有限差分方法(FDM)相结 合,生成了一种混合算法。研究并解决了差分网格/无网格混合算法的藕合问题,将混合算法运用于 求解二维浅水方程,通过计算高雷诺数(Re =105)条件下的圆柱绕流模型揭示了该混合算法在进行二 维浅水模型的数值模拟方面具有较高的精确度。     

基于Google Earth的分蓄洪区水沙模拟与演示系统研究

基于Google Earth软件平台,建立了分蓄洪区平面二维水沙演进模拟系统。系统采用数字高程模型(DEM)地形数据插值技术,能快速、简单地完成模型的数据处理;模型采用非结构网格的有限体积算法,能进行快速计算并保持水量和动量的守恒;后处理基于Google Earth软件平台,能实现计算成果在三维虚拟场景中的动态演示。模型系统在荆江分洪区得到成功运用,能适应紧急情况下的快速计算,可为分蓄洪区防洪决策与抢险提供参考。     

基于GoogleEarth的分蓄洪区水沙模拟与演示系统研究简

 基于Google Earth软件平台,建立了分蓄洪区平面二维水沙演进模拟系统。系统采用数字高程模型(DEM)地形数据插值技术,能快速、简单地完成模型的数据处理;模型采用非结构网格的有限体积算法,能进行快速计算并保持水量和动量的守恒;后处理基于Google Earth软件平台,能实现计算成果在三维虚拟场景中的动态演示。模型系统在荆江分洪区得到成功运用,能适应紧急情况下的快速计算,可为分蓄洪区防洪决策与抢险提供参考。     

动态挖掘流程模型的有向环剪枝和补偿算法

动态利用工作流日志更新和完善工作流模型、提高工作流系统适应性一直是亟待解决的问题。关系矩阵保存动态日志流中的后继关系可能会出现有向环现象,不能正确发现模型,对此提出有向环剪枝规则,并在此基础上提出有向环处理算法和补偿矩阵算法去除模型关系矩阵中的冗余关系,实现在线挖掘包含循环、并行等结构的流程模型。     

平面二维非均匀泥沙OpenMP并行计算模型

为实现平面二维非均匀泥沙模型并行计算,采用OpenMP指令对串行源程序进行改造。基于三角形-四边形混合网格的平面二维非均匀泥沙有限体积模型具有显式求解时网格单元相互独立性这种特性,Fortran串行源程序无需进行较大的修改,只要在循环计算和数组整体操作部分嵌入OpenMP循环并行指令和数组并行指令,即可实现并行计算。案例分析结果表明,在并行线程数目等于计算机固有线程数目时,并行加速比达到最大值1.55;OpenMP技术使用线程间共享内存的方式协调并行计算,很适合在多核计算机上运行,且编程简单灵活,将随着计算机硬件性能的提高得到更广泛的应用。     

结构动力模型修正方法研究与进展

在结构动力分析中,通过初始模型得到的计算值与通过试验获得的测量值间往往存在偏差,为了能够精确预测结构的动力响应,依据结构的实测信息修正初始有限元模型是非常有必要的。对模型修正常用的矩阵型、参数型、基于神经网络算法和基于优化设计的模型修正方法做了较为详细的综述,介绍了这些方法的原理、实现和应用,并指出了它们存在的不足之处,最后展望了动力模型修正领域的研究发展方向。     

基于多机器学习的强夯有效加固深度预测对比研究

采用当前应用较为广泛的6种算法模型,即BP神经网络模型、SVM模型、RF模型、MLP模型、XGBoost模型以及朴素贝叶斯模型,对不同土质、不同夯击能量、不同夯锤面积下的强夯有效加固深度进行预测,采用均方根误差、平均绝对百分比误差、决定系数以及平均绝对误差4项指标对比各模型的预测准确率、误差及泛化能力,并结合工程实例数据做检验。结果表明,机器学习方法具有较高的预测精度和泛化能力,可通过少量且简单的强夯数据进行预测强夯有效的加固深度,能为强夯工程设计提供参考依据;在小样本的情况下,RF模型性能较为优异,其次为XGBoost模型与朴素贝叶斯模型,BP神经网络模型、MLP模型与SVM模型表现较差,建议在样本数据有限的情况下,优先选用RF模型进行强夯有效加固深度预测。     

非结构有限体积法海洋模式垂向计算的一种改进方法

多维正定平流输运算法(MPDATA)通过迭代计算反向虚拟平流,在达到二阶精度的同时保证保守量正定性。基于非结构有限体积法的海岸和海洋模型(FVCOM),设计了一个耦合MPDATA和通量修正格式(FCT)的方法,并与水平方向有限体积法兼容。通过两个数值试验,将新方法FVCOM模型与原始FVCOM模型计算结果进行了比较。结果表明,MPDATA方法在一定程度上消除了FVCOM海洋模型原有格式引起的振荡,而MPDATA和FCT耦合方法严格保证了FVCOM计算结果正定性,同时保留了原有计算精度。     

THREE-DIMENSIONAL NONLINEAR NUMERICAL MODEL WITH INCLINED PRESSURE FOR SALTWATER INTRUSION AT THE YANGTZE RIVER ESTUARY

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｅｓｔｕａｒｉｎｅａｒｅａｓ,ｂｅｓｉｄｅｓｔｈｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ,ｔｈｅｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｗａｖｅｓ ,ｃｕｒ ｒｅｎｔｓ,ｔｉｄｅｓ ,ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ ,ｓａｌｔｗａｔｅｒａｎｄｔｈｅｉｒｍｕｔｕａｌｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｈａｖｅｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｖｅｒｙｃｏｍ ｐｌｅｘｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｃｅｓｓｅｓ .ＴｈｅＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＥｓｔｕａｒｙｉｓａｍｅｄｉｕｍｔｉｄａｌｒａｎｇｅｒｉｖｅｒｍｏｕｔｈｗｉｔｈｓｔｒｏｎｇｒ…     

两种明置基础条件下ABAQUS动力基础响应分析可行性探讨

近期超大型、特种化、高精密等各类新型设备不断涌现,给国内现行《动规》中依赖经验参数的简化分析法提出了重要挑战与难题。基于ABAQUS有限元法,给出了本构、接触面、边界等选取方法;以弹性半空间理论建立的国际规范法和质-阻-弹模型建立的国内规范法为参考,对底面直径6 m圆形、6 m×6 m方形明置基础建立模型,分别施加简单正弦荷载、耦合正弦荷载进行计算。对比结果发现:有限元法与国际规范法的计算结果基本一致,互相印证了其可行性,而国内规范法计算结果与两者有一定差异。国际规范法的运动耦合模型相比更为科学,但计算过程复杂;国内规范法的运动耦合模型较为简化,计算刚度、固有频率相比偏大;有限元法能考虑复杂耦合运动、土体参振质量等,并可求解周围土变形分布与规律。     

三维水动力泥沙输移模型及其在珠江口的应用

为研究河口的泥沙输移规律和最大浑浊带与盐水入侵、咸淡水混合等的关系，本文提出了具有二阶精度、建立在9结点有限单元上的三维水动力及泥沙输移模型，该模型考虑了由水平密度梯度引起的斜压项、引用2．5阶Mellor-Yamada紊流模型耦合计算水流的涡动黏滞性系数与物质的紊动扩散系数。本模型采用破开算子法求解控制方程：用欧拉-拉格朗日法求解水平对流项；用有限元法求解水平扩散项；有限差分法求解垂向扩散项。模型应用于模拟珠江口的泥沙运动，计算域包括整个河口的八大口门，用1998年7月的洪季大潮实测资料进行了潮位、流速及流向、盐度及含沙量等的验证，模型计算结果与实测结果吻合良好。在模型验证的基础上，文中简要讨论了珠江河口的泥沙输移、盐水入侵及最大浑浊带等物理现象。     

钢筋混凝土非线性有限元实用化初探

本文采用数理统计中的回归分析方法，进行了钢筋混凝土非线性有限元实用化研究，建立起钢筋混凝土非线性有限元方法与现行规范中极限状态方法的联系，利用现有规范中的承载能力建立起钢筋混凝土非线性有限元方法的安全准则，使钢筋混凝土非线性有限元实用化有据可依.     

感潮河段盐水入侵的水质模型

盐潮入侵严重影响内河水质。盐度的纵向分布受制于上游径流和海洋潮汐，其水动力学特性非常复杂。数值求解不恒定盐度入侵，主要困难在于对流占优时对纯对流算子的恰当处理，否则将会产生严重的数值耗散和伪振荡等非物理效应。考虑到强混合型河口潮汐的特点，本文采用同步不同格式对盐潮入侵问题的流场及浓度场进行了数值计算。采用欧拉—拉格朗日混合解法（ELM），将对流—扩散方程中的扩散项和对流项分裂求解，应用高精度时间序列插值的特征差分隐格式求解对流项，扩散项采用传统的有限差分法。在汊口处，将描述河网汊口水质变化的三维对流扩散方程在汊口控制体积积分，变量间的插值分布采用Panankar提出的幂函数，得到新的汊口离散方程。计算与实测结果比较表明，本文提出的方法有效可行。     

混凝土拱坝设计应力控制标准的研究

现行混凝土拱坝设计规范中存在一些不尽合理的条文规定,如应力控制标准中安全系数值与建筑物的级别无关,坝体应力分析方法只规定了用拱梁分载法.根据国内一些工程实例的应力成果分析和有限元法应用经验,提出了拱梁分载法分析所得的压应力应采用的安全系数值,并且建议有限元法应作为拱坝应力分析的主要方法,也应纳入设计规范,同时提出了其相应的应力控制标准.     

欧拉-拉格朗日分裂方法在数值求解Navier-Stokes方程中的应用

本文在[1,2]的基础上,详细地讨论了欧拉—拉格朗日分裂方法(E-L)在数值求解二维不可压缩Navier-Stokes方程中的应用。计算结果表明,该方法具有较好的精度和数值稳定性,且不依赖于区域形状。文中对典型的二维腔体内流动(方腔和环形腔体)进行了祖网格的计算,通过与虚拟流动的精确解、其它格式的数值解和实验结果进行比较表明,E-L分裂方法在求解N-S方程时不仅是可行的而且是很有效的,对高雷诺数流动特别是这样。     

基于粘结滑移的衬砌裂缝宽度计算模型研究

基于粘结滑移理论提出了一种“实体单元-影子节点-梁单元”的传力体系。以某一模型试验为例,将钢筋混凝土衬砌采用分离式建模并构建此传力体系。通过有限元计算求得受力钢筋的应力,结合规范的计算公式求出裂缝的最大宽度。与试验结果进行对比,验证了有限元建模运用此传力体系并结合规范公式计算最大裂缝宽度的可行性,可为同类工程最大裂缝宽度提供一种新的计算方法。     

基于强度折减法的土石坝边坡稳定分析与探讨

在传统的土石坝边坡稳定分析中,通常采用简化毕肖普法或瑞典圆弧法,分别计算上、下游边坡的滑动安全系数,然后根据规范评判边坡的稳定性.本文应用有效应力原理,以初始应力方式将渗流场导入到位移应力分析中,基于强度折减法对坝体整体进行弹塑性分析;分别采用塑性区贯通和位移突变失稳判据,得到坝坡的最小安全系数,并将其与简化毕肖普法计算结果相比较.研究表明:采用强度折减法进行土石坝边坡稳定分析虽然是可行的,但仍存在一些问题.最后,对强度折减法在土石坝边坡稳定分析中存在的两个问题进行了初步的探讨.