引洮7~#隧洞含水疏松砂岩地层冻结法施工数值模拟

为探究含水疏松砂岩地层引水隧洞冻结施工中冻土帷幕的形成过程及力学特性,对引水隧洞的冻结施工及开挖过程进行三维数值模拟。研究了冻土帷幕的温度场、应力及位移的分布,计算出冻土帷幕完全形成所需的时间及其压、拉、剪应力极值并确定极值发生的位置。结合现场监测数据,分析了冻结过程中冻土的温度变化规律及冻土帷幕的形成机理,最后提出了相应的措施及建议。     

深圳河湾水质数值模拟研究

基于EFDC模型和WASP模型建立了深圳河湾水动力和水质模型,采用2011年实测数据对模型进行率定和验证,结果表明,计算值与实测值吻合较好,丰枯季高低潮位平均误差小于0.20 m,DO、BOD5平均误差小于20%,TN、TP和Chl a(叶绿素a)平均误差小于30%。在此基础上进行案例研究,研究结果表明,氮、磷营养盐负荷削减80%对藻类生长的影响不明显;削减95%负荷时,Chl a浓度下降40%。     

南水北调中线工程桥墩壅水特性研究

南水北调中线总干渠沿线设有阻水的槽墩、桥墩1 145座,合理分析槽墩、桥墩的壅水大小,对于准确复核总干渠水面线、分析渠道输水能力具有十分重要的意义。本文利用Flow3D软件模拟了南水北调中线工程中常见的圆柱型桥墩的壅水特性,计算体型包括单排、双排和三排桥墩,桥墩的阻水比为5.0%~7.14%。分析表明,单排桥墩壅水的数值模拟结果与Yarnell修正公式计算结果相近;多排桥墩联合壅水值随桥墩排数的增加而增加。     

岩土体开挖变形的分步模拟方法及其工程应用

本文提出了一种岩土体开挖变形的分步模拟方法;该方法以岩土体弹塑性参数和现场变形监测数据为基础,以开挖、施加支护等工程措施的实施为时间节点,以弹塑性荷载分步释放来表征岩土体荷载逐步释放的过程,模拟了岩土体开挖和支护前、后的变形效果,并近似地模拟出锚固、衬砌等措施的应力、变形状态,将岩土体复杂的粘弾塑性问题转化为了较简单的弹塑性问题。运用该方法模拟了涔天河水利枢纽右岸进口段密集洞室群的施工开挖和支护全过程,获取了施工过程中围岩的应力、变形及稳定特征,同时结合数值模拟的成果给出了相应的工程施工建议,可为工程的快速化施工提供参考。     

阀门关闭速度对TVD格式数值模拟水击影响分析

采用总变差减小（TVD）格式模拟了一维有压管道水击过程,对管道中阀门突然关闭和缓慢关闭引起的水击压强进行了数值计算。通过改变阀门关闭速度,分析TVD格式对水击数值模拟精度的影响。结果表明,与传统经典差分二阶MC格式相比,阀门关闭速度越快,TVD格式捕捉激波间断的能力越强,模拟水击波效果越好;当阀门关闭速度缓慢到一定程度,TVD格式与MC计算方法所得结果基本吻合,与解析解最大误差不超过2%。说明TVD格式是数值模拟水击现象行之有效的方法之一。     

带裙房建筑结构表面风压的数值模拟分析

针对目前《建筑结构荷载规范》无法给出体形复杂结构表面风压分布的缺点,基于计算流体力学与大气边界层理论,利用CFD数值模技术对带裙房的建筑结构表面风压分布进行了分析。研究结果表明,数值模拟得到的建筑结构迎风面体形系数与规范数据吻合较好;只有建筑物的迎风面处于正压区域,其余面均处于负压区。相关成果可为建筑物抗风设计提供可靠依据。     

数值模拟法在隧道涌水量预测中的应用

隧道涌水量的预测是规划公路、铁路线路很重要的一个环节。随着隧道设计水平、施工技术的提高以及施工机械的进步,采用长大隧道乃至特长大埋深越岭隧道的设计方案越来越多,使隧道涌水量的预测问题变得日益突出和迫切需要解决。以某实际隧道工程为例,提出了运用水文地质数值模拟法计算隧道涌水量的新方法。将该地区的水文地质特征参数与现场监测数据选定后,可得到一种适用于该地区的水文地质地下水模型。通过与传统方法的预测结果比较后,证明了该方法的合理性。     

Particle swarm algorithm with adaptive constraint handling and integrated surrogate model for the management of petroleum fields

This paper deals with the development of effective techniques to automatically obtain the optimum management of petroleum fields aiming to increase the oil production during a given concession period of exploration. The optimization formulations of such a problem turn out to be highly multimodal, and may involve constraints. In this paper, we develop a robust particle swarm algorithm coupled with a novel adaptive constraint-handling technique to search for the global optimum of these formulations. However, this is a population-based method, which therefore requires a high number of evaluations of an objective function. Since the performance evaluation of a given management scheme requires a computationally expensive high-fidelity simulation, it is not practicable to use it directly to guide the search. In order to overcome this drawback, a Kriging surrogate model is used, which is trained offline via evaluations of a High-Fidelity simulator on a number of sample points. The optimizer then seeks the optimum of the surrogate model.     

无传感器同步电机长线驱动性能的仿真和评估

鉴于优良的环境适应性和高效能等原因,基于无传感器控制的同步电机应用日益广泛;众所周知,传输线路过长会带来阻抗不匹配、损耗以及串扰等诸多不利影响,会直接制约无传感器同步电机的远控应用;针对上述问题,以液氮环境下的实际电机长线驱动系统为例,利用Portunus仿真平台对系统及其核心部件(同步电机、三相传输线以及变频器)进行了建模、仿真和评估;结合真实液氮负载环境下的试验数据,比对验证了上述仿真与评估结果的准确性,展现了流体负载的周期性脉动特性引发系统电机异常抖振的作用机理.     

双馈风力发电机控制系统半实物仿真平台设计

针对目前风力发电机仿真仅限于某个功能或单元的建模及分析,难以进行整机控制系统仿真的问题,以双馈发电机为对象,设计与实现了风力发电机半实物仿真实验平台.该平台包括控制系统、风力机虚拟对象、通讯接口以及监控界面组成,软件之间通过自动化设备规范(ADS)协议进行数据交互融合,为整机及控制系统的性能在线评估提供支持.最后在所开发实验平台上进行了低风速仿真实验,验证了所设计平台的有效性和合理性,为风电场后期的参数评估及性能优化提供一个完善可行的实用化平台.