水污染扩散的二维数值模拟及其可视化

针对城市公共安全应急平台的应用需求,建立了水污染扩散的二维数值模型,采用隐格式的有限差分法联合求解水动力方程和污染扩散方程,获得污染物浓度的时空分布,同时研究了基于GIS的水污染扩散模拟结果的可视化方法和途径.通过某河道水污染扩散模拟的实例分析,验证了模型及其算法的有效性和实用性,并在ArcGIS平台上实现了模拟结果的动态可视化,为水污染事故灾害应急处置和决策提供重要依据.     

河道平面二维水力数值模拟

本文基于有限解析法的基本思想,用单元内插值函数近似地代替单元内的近似解析解。建立了既能保持有限解析法计算贮存量小的特点,又能适用于不规则河道边界计算的数学模型。用长江臭盐碛河段的实测资料对所建立的模型进行了验证。结果表明计算值在流速分布、回流范围等方面均能与实测值较好地吻合。     

数据可视化在流场数值模拟中的应用研究

针对铸造软件流场数值模拟中存在的问题，利用双线程结构将流场数值模拟与数据可视化分开，实现数值模拟与数据可视化的同步、开发了流场数值模拟可视化组件，该组件也可用于铸件凝固过程数值模拟，数据可视化技术在流场数值模拟中的应用有效地提高了流场数值模拟过程的透明度和实时交互性。     

长江天兴洲河段平面二维流场数值模拟

应用正交曲线坐标系下的二维水深平均数学模型对长江天兴洲河段流场进行了数值模拟,计算出的沿程水位、断面垂线平均流速分布与实测资料较为一致.计算中采用了四边形插值方法以快速生成计算网格的河底高程数据,并利用AutoCAD的数据接口生成河底三维地形图和彩色流速分布图以进行直观分析.     

名山桥局部冲刷二维数值计算分析和防护研究

拟建的名山桥位于缙云好溪河流,根据模型验证的需要经及现有的好溪水文资料,利用二维河流数学模型和经验公式对桥墩局部冲刷进行了对比计算和分析,对桥梁墩台防护的措施及其降低水流流速,干扰水流的紊动,减少马蹄形旋涡强度,降低水流的冲刷能力的水动力特性进行了分析．为工程设计和管理提供了依据．     

数据可视化在流场数值模拟中的应用研究

针对铸造软件流场数值模拟中存在的问题,利用双线程结构将流场数值模拟与数据可视化分开,实现数值模拟与数据可视化的同步.开发了流场数值模拟可视化组件,该组件也可用于铸件凝固过程数值模拟.数据可视化技术在流场数值模拟中的应用有效地提高了流场数值模拟过程的透明度和实时交互性.     

Fortran与VB混合编程及其在流动数值模拟可视化技术中的应用

在WindowsXP操作系统下,讨论了VB语言和Fortran语言之间进行数据交换的方法,以及子程序之间的调用,如何在Fortran中创建动态链接库以及在VB中实现对动态链接库的调用,通过混合编程对Fortran计算过程进行实时监测,达到了计算可视化的目的.给出了混合编程的具体实例以及在流体流动的数值模拟和可视化技术中的应用实例.     

时空守恒元和解元法在山区河流模拟中的应用

针对山区河流边界和地形复杂,水位和流速变化剧烈,主流和副流明显的特点,建立了一种新的平面二维水动力数学模型:采用一种新的数值方法——时空守恒元和解元方法(简称:CE/SE方法)并用任意四边形网格来离散区域,进行了水位和流速的数值模拟。模型利用嘉陵江草街-嘉陵江河口全长约69km的地形和实测资料进行了验证。模拟结果表明,该数学模型能够较好地模拟复杂条件下山区河流的流场特征。     

FORTRAN语言实现河流数值模拟的初步可视化

详细介绍了用FORTRAN语言实现水沙数学模型水位流量动态显示的方法.基于FORTRANQUICK WIN运行环境,在数据运算处理庞大的一维非恒定水沙数学模型中,加入QUICKWIN绘图语句,利用其绘图功能,实现了在程序运行过程中各关键参数如水位、流量的变化过程的动态显示,从某种程度上达到虚拟现实的效果,为水沙数学模型的可视化奠定基础.     

高浓度聚合物驱油技术的数值模拟实现及应用

利用高浓度聚合物驱油技术对石油采收率进行研究,通过改变不同聚合物及其浓度,采用不同的段塞组合方式进行实验,利用数值模拟的方式直观、有效地得到实验结果,并最终得到最佳组合方案,达到提高石油采收率的目的。     

二维非线性辐射问题数值模拟

基于势流理论模拟了二维剖面辐射问题,应用边界元法求解二维剖面速度势,在自由面与物面交点等拐点处采用双点技术,应用四阶龙阁-库塔法处理完全非线性自由面条件,应用数值阻尼处理远方辐射条件,应用平滑技术处理自由面条件以消除锯齿不稳定性,应用三次样条逼近对自由面网格进行重新划分,引入辅助函数以精确求解物面压强,计算了二维剖面水动力以及自由面形状,计算了附加质量和阻尼系数等水动力系数,并与其他理论计算结果做比较。比较表明,该文计算结果与其他理论计算结果吻合良好。     

电磁铸造实验和数值模拟

通过实验室小型电磁铸造铝及其合金的冷、热态的实验和数值模拟并经工业装置的验证,研究了电磁结晶器内的磁场分布,液体金属柱成型特性.电磁结晶器及屏蔽罩结构的优化,铸造过程中金属液的温度场与流场并进行数值模拟.研究表明:为了稳定进行铸造,液柱的成型特性(液柱高度、形状和稳定性)必须达到一定要求.为了保证电磁铸造时金属液顺利成型,选择适当的功率,确保合适的磁场强度形成一定的推力是必要的.温度场的研究可以看出电磁铸造具有一系列特点,如强烈水冷、电磁搅拌、感应加热,使得电磁铸造中的凝固过程大大不同于普通的直接铸造法的凝固过程.流动场的分析说明,电磁铸造条件下应控制搅拌强度,以便获得良好的铸坯内部组织.     

爆炸场可视化

目的将爆炸场可视化并设计一个切实可行的软件工具分析爆炸场. 方法提出一个理想的带防护墙的二维爆炸场模型,该模型用MMIC程序进行数值模拟. 模拟输出的物理数据经过规范化、编码、映射和显示等处理之后转化成DIB位图图像数据. 程序设计采用了面向对象方法. 结果与结论利用该工具,可视化了带防护墙的二维爆炸场,从中可观察到爆炸场的概貌以及冲击波传播的一些细节,如反射、绕流和马赫反射等.     

黄骅港工程对其海域流场影响的计算分析

利用Delft3D-Flow数学模型,模拟了黄骅港附近海域不同潮型、不同工程状况下的潮流场,在此基础上,分析比较了黄骅港不同时期工程情况下潮流场的主要变化,探讨了二维流场变化对黄骅港港池和外航道回淤的可能影响.研究表明:工程前后黄骅港海域的流场发生了显著的变化,潮流动力条件发生不均衡变化,出现了沿堤流和横流,这些因素都有可能加重黄骅港港池和外航道的回淤.     

连铸中间包内流场与温度场的数值模拟

针对国内某钢厂中间包,利用CFD软件FLUENT研究该中间包内传输现象,计算挡墙对中间包流场和温度分布的影响,结果表明设置合适的中间包挡墙,能明显改善中间包内的流场和温度场.     

水利工程复合场模型及可视化技术研究

根据水利工程“复合场”模型,以水利工程涉及的典型自然对象和人工对象为具体的研究对象,通过研究水利工程复合场中数据的三维可视化模型及处理技术,实现对水利工程复合场的形象、直观与逼真的显示,从而提高人们对水利工程复合场及其间关系复杂性的认知能力,辅助工程设计、分析与施工．     

管内气固多相流动数值模拟方法的研究与实践(Ⅰ)

对气固多相流动的数值模拟的方法和描述气固多相流动特性的数学模型进行了较为详细的综合分析．通过分析发现：采用K－ε双方程模型描述气相湍流模型,应用SIMPLE算法计算气相速度场．然后采用FSRT模型、Lagrange法计算颗粒场特性,是一种行之有效的数值模拟管内气固多相流动的方法．     

叶栅内部粘性流场的数值模拟

提出了一种求解叶栅内部粘性流场的新方法,并用该方法求解了任意曲线坐标系下的时间相关Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程,该方法采用有限体积离散,对无粘通量采用Ｃｈａｋｒａｖａｒｔｈｙ－Ｏｓｈｅｒ的三阶精度ＴＶＤ格式,对粘性通量采用中心差分格式;并且在边界处理上采用直接将边界条件施加于物理边界上的方法,使得边界条件更加符合真实情况,对叶栅内部粘性流场的计算表明,该方法能够反映叶栅内部的流动情况。