汾河水库水动力及水质数值模拟

汾河水库是万家寨引黄工程的调节水库和山西省最大的地表水饮用水源地,其上游河段的COD和TN有超标现象,故确定库区污染物的输移扩散规律并提出相应的保护措施对保证水库水质安全至关重要。以工程技术资料、DEM模型、遥感及GPS实测信息为基础,采用GIS技术将汾河水库边界和地形进行数字化处理;通过实测数据进行参数率定与模型验证,确定汾河水库的水动力模型和水质模型;将模型进行耦合联用,以汾河水库的水动力为基础,选取COD和TN进行数值模拟,计算污染物在不同进水浓度时库区污染物超标面积,以库区污染物超标面积百分比来表征水库受污染程度。模拟结果表明:风场是影响水库水动力的主要因素;在静风和主导风力作用下污染物分别沿地形和沿下风向堤岸扩散;污染物超标面积百分比与进水污染物浓度限值呈二次函数关系。     

哈达山水库水动力与水质模拟研究

利用哈达山水库枯水年的实测数据,基于Delft-3D软件,建立适合哈达山水库的二维水动力数学模型,并得到CODCr浓度在库区的分布。结果表明:水流自上游向下游移动比较平稳,流速约为0.15 m/s;沿着水流方向,CODCr浓度呈现出一个连续的降低过程;CODCr随季节变化较大,5—7月浓度最高,1—4月、10—12月浓度较高,8—9月浓度最低,全年峰值出现在6月,小于20 mg/L,符合饮用水标准。     

石佛寺水库二维水动力及水质数值模拟与分析

石佛寺水库位于辽河干流,具有重要的生态功能.以石佛寺水库为研究对象,基于MIKE21软件的二维水动力模块和水生态模块,对水库生态系统内物理、化学、生物反应进行数值模拟研究,以为水库水环境管理提供一定的科学参考.首先,通过实测数据对模型的参数进行了率定和验证,确定了石佛寺水库二维水动力和水质模型的有效性;然后,运用该模型...     

引水改善星海湖的水动力-水质特性数值模拟

针对星海湖存在的湖泊水动力不足与水质恶化等水生态问题,通过建立二维水动力-水质模型,选取化学需氧量(COD)为水质指标,计算了12种不同水文特征与引水量工况,分析引用不同黄河水量下湖区水动力和水质指标的变化及空间分布情况。结果表明：引入黄河水能够有效改善星海湖的水动力与水质状况,减小滞水面积,降低COD浓度;在相同水文特征工况中,水质指标COD浓度随着引水量的增加而逐渐降低,且其削减率逐渐提高;在相同引水量工况中,丰水年水质指标COD削减率普遍高于枯水年和平水年;枯水年和平水年引水量分别为1 400×10⁴和700×10⁴ m³时能够达到地表水Ⅲ类水质标准。     

南水北调中线工程典型渠段一维水动力水质模拟与预测

为了研究南水北调中线工程复杂水工建筑物影响下的水流特性以及对污染物在渠道内输移、衰减过程的影响,保证输水过程中的水质安全,分析了突发性污染事故潜在污染源特征,构建了南水北调中线工程典型输水渠段的一维水动力水质模型,模拟倒虹吸、节制闸、涵洞、隧洞、渡槽、公路桥 6 种水工建筑物影响下输水渠道内的水流特性,采用七里庄断面实测水位、流量、水质( 总磷、氨 氮) 数据对模型进行了校核与证; 并运用该模型预测店北公路桥突发水污染事故时,3 种输水流量、 3 种负荷、3 种污染物泄露至渠道后污染物沿程分布规律。结果表明: 该模型能有效模拟复杂水工建筑物下的水动力和污染物输移特性,下车亭分水口处污染物浓度超标与否受输水流量和污染负荷共同影响。针对分水口处水质指标浓度变化,提出合理、有效分水和退水方式,为保障南水北调中线工程输水水质安全提供参考。     

贡湖水动力与水质模拟研究

利用引水调水现状及实测数据,基于MIKE软件,建立适合贡湖的二维水动力数学模型和污染物质在水体中输移转化运动的平面二维水质模型,并模拟计算在一系列时段内贡湖CODMn、总磷、总氮和氨氮浓度的分布变化。模拟得到以下结果:各项模拟计算值在2005年至2008年间趋近于实际监测值;结果表明:此浓度场模型具有很高的模拟精度,模型参数的选择是合理的。     

基于水动力水质模型的金川河流域水质长效达标分析

为解决金川河流域水质全年不能稳定达标的现状,在对金川河流域污染特征分析的基础上,考虑流域污水处理厂处理能力、补水能力、截污能力提升,拟定了3种长效达标方案,对各方案水质提升效果进行预测分析。结果表明：现状污染源条件下,在流域污水处理厂提质增效10%,以及在此基础上增加50%流域补水量两种方案中,虽氨氮浓度峰值有所下降但浓度仍高于Ⅴ类水标准;在以南方污水处理厂考核目标进水浓度方案中,流域入河污染负荷总量降低约44.4%左右,河网氨氮浓度则明显降低,其中下游考核断面宝塔桥断面氨氮浓度降至1.85 mg/L,其水质全过程基本能够满足水质长效达标的效果。计算结果可为金川河流域水污染治理与防控提供有效的科学依据。     

哈达山输水工程水质数值模拟研究

Delft-3D是由荷兰水力研究院开发设计的三维可视水动力-水质联合模拟软件系统,可全面仿真水域的三维循环水流水质情况。文章采用解析法预测了哈达山水利枢纽工程输水后输水干渠水质浓度,并以Delft-3d软件为技术平台,建立了哈达山水利枢纽输水工程花道泡反调节水库水质数值模拟模型,预测了输水后花道泡的水位、水质浓度变化趋势。     

水动力-水质模型在人工湖优化设计中的应用

以青海省德令哈市人工湖为例,介绍了MIKE水动力-水质耦合模型在人工湖引水流量及湖体形态优化设计中的应用情况。通过对人工湖形态的网格划分,在大量模拟方案的基础上,系统模拟了人工湖不同点位的水体交换完成时间,确定了2条引水渠道的引水流量和引水周期;通过人工湖"新"、"老"水体的对流扩散模拟,确定了湖体重污染潜在区域和富营养化高发区,为湖体形态和水体流态的优化提供了重要技术支撑;通过对风场叠加方案的模拟,为工程运行期间换水时机的选择提供了关键的参考依据。     

剪力墙弹塑性有限元模型与建模方法

钢筋混凝土剪力墙非线性模拟是混凝土结构分析中的重要问题.由于剪力墙模拟比较复杂,因此须针对工程具体问题研究合适的剪力墙分析模型和建摸方法.为准确选用模型来模拟剪力墙(简体)在强震作用下的非线性行为,介绍了剪力墙弹塑性分析有限元模型的研究现状,并结合一些结构设计软件介绍如何建立剪力墙模型.依据实际工程中剪力墙的具体情况,...     

两维两相流数值模拟的有限元与边界元解法

两维两相流数值模拟是油藏数值模拟领域内需要进一步研究的课题。本文针对多孔介质内两相流体的平面渗流问题，给出了一种精度较高的边界元方法和三角剖分的有限元方法联立求解方法，得到好较好的结果，为两维两相流数值模拟研究提供了又一途径。     

水库水温计算的有限元解法

用基于加权余量法的有限单元法对一维水库水温模型的控制方程进行离散,并且将形函数作为权函数,得到计算水库水温的伽辽金有限元方程。根据工程实践,库底边界条件可取为绝热边界条件。考虑到水面掺混作用,水面边界满足太阳辐射和水面蒸发等条件。通过对龙滩工程水库水温的计算结果表明,用有限元法计算水库水温有较高的精度和可靠性。     

颗粒增强复合材料的扩展有限元模拟方法

为了简化颗粒增强复合材料的单元划分问题，采用扩展有限元的富集技术模拟材料的非均质性。在扩展有限元理论框架下，无须严格按照材料的几何边界划分计算网格，从而单元划分十分简便。利用水平集函数来表征夹杂材料的几何界面，并构造富集函数以修正与材料界面相交单元的形函数。对于包含多种材料的单元，只需要进行单元分解，分区域形成单元刚度矩阵。阐述了扩展有限元位移模式的构造，支配方程的建立以及数值积分方案等。最后，分别应用扩展有限元和常规有限元方法模拟了单轴受拉的颗粒增强材料，计算结果表明扩展有限元方法是简单有效的。     

物元分析法在水质评价中的应用

本文根据物元分析理论,探讨了水库水质的综合评价模型,并根据多次实测结果对黄前水库水质进行评价,评价结果表明利用物元模型评价结果与属性识别法和灰色关联度法评价结果基本一致,且符合实际情况。同时该方法简单易懂,适合于有标准的系统评价问题。     

A Simplified Moving Finite Element Method

In this paper,we present a simplified moving finite element method (abbr.SM-FEM) and an element analysis approach to SMFEM.Using SMFEM,we successfully carry outa computation for Burgers' equation with two-nodal element,a linear basis function.     

Application of Finite Element Method to the Analysis and Computation of Gradient current

In this paper the finite element method is used to solve the two-dimensional gradi-ent current problem,The solution is obtained by two-step explicit method.It is verified withgood agreement by the field data offered by Xiamen E.P.A.,Fujian,P.R.C.The authors rec-ommend that the proposed method is suitable for the analysis and computation of long waves ofepeiric sea at the seaward firth.     

物元分析法在水环境质量评价应用中的初探

将水质标准、评价指标及其特征值作为物元，对评价标准及实测数据进行归一化后，得到模型的经典域、节域、权系数及关联度，进而建立了水质评价的物元模型，并将该模型应用到重庆市的水质评价中，与BP网络法取得了有较好的一致性，而且评价结果符合客观实际。     

地下水水流模型的摄动待定系数随机有限元法

把Taylor展开式、摄动技术、待定系数法和有限元方法相结合，提出了求解随机地下水水流问题的摄动待定系数随机有限元法(PCSFEM)，推导出地下水水头均值和方差的表达式，避免了求地下水水头的一阶导数和二阶导数，对于一般的随机地下水问题均能给出地下水水头的随机特征，对随机变量数较少的随机问题特别有效。同时选取二维承压地下水水流问题(有解析解)作为例子，进行随机数值模拟试验，以检验方法的有效性和局限性。     

接触摩擦问题的扩展有限元数值模拟方法

研究了采用扩展有限元法分析接触摩擦问题的方法。该方法基于单位分解思想,在位移插值形式中引入不连续函数和裂尖渐近位移场函数分别反映接触面的不连续性和接触面端点的奇异性;根据虚功原理建立有限元支配方程,接触面不连续函数积分采用分区高斯积分的方法。扩展有限元法在分析接触问题时不需要引入接触面单元,接触面可以位于单元内任意位置。因此该方法在分析接触摩擦问题以及压剪裂纹的开裂扩展时有显著的优势。