长江中游监利河段崩岸数值模拟

以监利河段为例,针对弯曲河段复杂的地形和河势,基于移动坐标的计算原理,建立移动坐标下的平面二维水沙数学模型.通过在泥沙运动方程中增加横向输沙项,对该模型进行扩展,使其能较好地模拟弯道环流的横向输沙效应.借助土力学中边坡稳定性理论,对河岸崩塌变形进行数值模拟.通过对该河段水流泥沙运动过程及河床演变过程的复演结果分析,表明该模型不仅能够模拟该河段水流运动规律,而且能模拟河道的崩岸.     

河岸崩塌与稳定分析

在总结了以往长江河道崩岸问题研究成果的基础上,分析了不同河型河道崩岸的特点及机理,提出了岸坡滑动的计算模式、稳定岸坡的坡降、河道崩岸的预测方法等,在抗滑稳定计算上考虑了河岸动水压力对河岸崩塌的作用;在河岸稳定性判定上,提出了用河道深泓距岸距离和水深确定当前河岸坡度,并与其当前稳定坡度相比较,来判定河岸是否稳定,对于长江中下游,粘土、亚粘土与细沙土夹层河岸的稳定坡度均缓于1∶3.0,各崩岸段深泓离岸距离与平均河宽之比一般为0.07～0.30.     

基于偏最小二乘回归算法的燃煤碳元素分析

基于偏最小二乘回归算法建立了燃煤碳元素分析模型.该模型以工业分析成分中的水分、灰分、挥发分和发热量为输入向量,以燃煤的碳元素为输出向量.利用偏最小二乘回归算法所具有的可以逼近任意非线性映射的能力,来模拟实际的输入输出关系.通过对预测方程进行训练和检验,结果表明,该分析模型预测精度是满足工程要求的.因此,所建模型是合理可行的.     

多因素支持向量机模型在江苏省中长期电力负荷预测中的应用

为提高电力负荷预测的准确性,建立了多因素支持向量机负荷预测模型,运用影响因素和历史负荷向量进行智能预测,明显提高了预测值误差精度,实证结果表明,利用该模型对电力负荷进行预测,可得到有效可靠的结果.     

基于BSTEM模型的二元结构河岸崩塌过程模拟

针对上荆江典型二元结构河岸的崩塌问题,综合考虑近岸水流冲刷作用与河岸土体组成及力学特性,采用BSTEM模型分析了上荆江不同时期的岸坡稳定性,并对二元结构河岸的崩塌过程进行了模拟.结果表明:枯水期和汛前涨水期河岸稳定性较高,为崩岸较弱阶段;洪水期和落水期河岸稳定性较低,并伴随持续崩塌,属崩岸强烈阶段.此外分析还表明坡脚冲刷和潜水位变化对河岸稳定性有重要影响,两者分别是引起洪水期和落水期崩岸强度较大的重要原因.最后在综合考虑坡脚冲刷、潜水位变化和崩塌后土体在坡脚堆积等因素基础上,模拟了2009-2010年荆34断面右侧河岸的崩塌过程,河岸崩塌总宽度与崩塌后岸坡形态等模拟结果与实测结果符合较好.因此在模拟上荆江二元结构河岸崩塌过程时,必须同时考虑坡脚冲刷、潜水位变化和坡脚堆积等因素的影响.     

大型电厂锅炉NOx排放特性的支持向量机模型

为了降低大型电厂锅炉NOx的排放,并对燃烧进行优化和控制,应用支持向量机算法建立了大型四角切圆燃烧电站锅炉NOx排放特性模型,利用NOx排放的热态实炉试验数据对模型进行了训练和校验,并对支持向量机算法模型中的参数g和C的选择进行了较深入的探讨,定性地分析了模型参数g和C的变化对模型预测能力的影响,获得了最佳的模型参数.利用该模型对不同实验工况下NOx的排放作出了预测,结果说明采用支持向量机算法建模达到了比较准确的预测效果,与其他建模方法相比具有泛化能力好、计算速度快的优点.     

大型粮仓建筑高强混凝土强度预测的遗传支持向量机方法研究

考虑影响混凝土强度的主要因素,基于遗传算法与支持向量机回归原理,建立高强混凝土强度预测的支持向量机模型.该模型利用遗传算法来搜索最佳向量机及核函数参数,以实测混凝土强度数据为样本进行训练,并对测试样本进行预测.结果表明,遗传支持向量机方法泛化能力强,预测精度高,是大型粮仓建筑高强混凝土强度预测的一种有效方法.     

河网概化密度对平原河网水动力模型的影响研究

以嘉兴市水系河网作为研究对象,介绍了河网概化的原则,并根据两种不同的河网概化密度建立了两套水动力模型,运用该两种模型对水位流量变化特性进行对比分析.结果表明,河网概化密度的大小将对水位水量的计算结果产生影响:当被概化河网与自然状态相差过大时,模拟结果难以反映具体河道的实际情况;被概化河道水位流量模拟的偏差,还会造成概化河道下游的模拟偏差.     

繁昌新大圩小洲连续崩岸的原因分析

文章针对长江芜湖河段进口段右岸繁昌小洲连续窝崩的现象,根据最新测图资料,分析了芜湖河段上段近期河势变化,初步探明崩岸原因,提出防护工程措施,并预测近期该段河道河势发展趋势.     

石油钻井中钻具失效的支持向量机技术

针对钻具失效影响因素多,隐蔽性强的特点,提出了一种运用支持向量机技术分析钻具失效的新方法;建立了基于支持向量机技术的钻具失效模型,通过小样本数据优化,利用该模型对现场数据进行了模拟预测实验．实验结果与实际情况相吻合．     

电站取水河段长时段的泥沙淤积特性研究（注：研究生论坛）

摘 要:为解决将数学模型运用于电站取水口长时段内的河床演变问题,从而引起计算效率与精度不足的缺陷。本文采用基于隐式与显式结合的算法,探索河道长时段的泥沙淤积特性,建立能模拟长时段河床演变的水沙数学模型,并将该模型应用于昭化电站取水河段泥沙冲淤模拟。通过物理模型与数学模型在不同频率洪水下取水口水位和流速的比较结果,表明此数学模型可以较好模拟取水口水流特性;通过预测昭化电站拉沙方案与不拉沙方案下取水河段运行多年后的河床演变,结果表明此数学模型模拟结果与实际工程结果相似,符合客观规律,能较好模拟河段的泥沙问题。     

CFD prediction of local scour hole around bridge piers

In order to predict the local scour hole and its evaluation around a cylindrical bridge pier, the computational fluid dynamics (CFD) and theories of sediment movement and transport were employed to carry out numerical simulations. In the numerical method, the time-averaged Reynolds Navier-Stokes equations and the standard k-ɛ model were first used to simulate the three-dimensional flow field around a bridge pier fixed on river bed. The transient shear stress on river bed was treated as a crucial hydrodynamic mechanism when handling sediment incipience and transport. Then, river-bed volumetric sediment transport was calculated, followed by the modification of the river bed altitude and configuration. Boundary adaptive mesh technique was employed to modify the grid system with changed river-bed boundary. The evolution of local scour around a cylindrical bridge pier was presented. The numerical results represent the flow pattern and mechanism during the pier scouring, with a good prediction of the maximum scour hole depth compared with test results.     

平面二维河床粗化层的数值模拟

基于三角形网格划分 ,应用破开算子原理 ,建立了平面二维非均匀沙水流泥沙数学模型 ,并使用了平面二维非均匀沙水流挟沙力公式 .着重对河床冲刷过程中悬移质含沙量、河床变形和床沙级配等沿时空变化特性进行了计算分析 ,模拟了概化河道中床沙粗化层的形成过程 .数值实验表明 ,该方法边界符合良好 ,计算量小 ,能准确地模拟出河床冲刷过程中水沙的变化规律     

基于雅鲁藏布江辫状河流的洪峰流量输沙变异数值模拟

该研究根据雅江中游辫状河流平面形态建立输沙地形,构建了可用于辫状河流输沙模拟的数学模型。数值计算采用二维水动力学和非粘性泥沙耦合模型对辫状河流中泥沙输运规律进行模拟研究,模型基于不可压缩雷诺平均N-S方程,模型中包括连续方程、动量方程、河床面变形方程、全沙输沙方程。该数学模型通过全沙输移理论计算悬移质和推移质输沙率。当模拟洪峰流量时,辫状河流出口含沙过程和悬移质输沙过程峰值滞后于入流过程,形成相位差,泥沙粒径越小,相位差越小,0.01mm和0.02mm泥沙相位差接近0,出口悬移质输沙率产生的相位差小于含沙量;0.3mm、0.2mm和0.1mm泥沙在辫状河流中淤积的淤积量超过50%。在计算泥沙输移的同时,考虑泥沙的启动、沉降淤积作用导致的地形更新,进而求解挟沙水流在辫状河流当中运动时对地形变化的影响,为天然辫状河流的研究预测建立一定的数值模拟基础。     

基于组分输运模型和RNG k-ε模型的浑水异重流数学模型研究及其应用--研究生论坛稿件

基于组分质量守恒理论,将浑水异重流的运动过程看成是含沙浑水中的泥沙这一组分在水体中的传输过程,建立组分方程,与考虑了平均流动中的旋流流动情况的RNGk-ε方程组进行耦合求解,利用目前广泛使用的商用FLUENT软件进行数学模型计算,并采用室内模型试验进行论证。结果表明:该数学模型可以有效模拟浑水异重流的潜入和前锋运动过程,为深入研究水库、湖泊及河流入海口浑水异重流问题提供了新的途径。借助此模型模拟了水库内汛期浑水异重流运动情况。     

Modelling sediment transport processes in macro-tidal estuary

This paper outlines a numerical modeling study to predict the sediment transport processes in a macro-tidal estuary, namely the Mersey Estuary, UK. An integrated numerical model study is conducted to investigate the interaction between the hydrodynamic, morphological and sediment transport processes occurring in the estuary. The numerical model widely used in environmental sediment transport studies worldwide, namely ECOMSED is used to simulate flow and sediment transport in estuary. A wetting and drying scheme is proposed and applied to the model, which defines “dry” cells as regions with a thin film of fluid O (cm). The primitive equations are solved in the thin film as well as in other regular wet cells. A model for the bed load transport is included in the code to account for the dynamics of the mobile bed boundary. The bed evolution due to bed load transport which is calculated according to van Rijn (1984a) is obtained by solving the sediment mass-balance equation. An estuary-related laboratory flume experiment is used to verify the model. Six sets of field measured hydrodynamic data are used to verify the corresponding predictions of the model, with the model-predicted water elevations and salinity levels generally agreeing well with the field measurements. The numerical model results show that in the Mersey Estuary both the tidal level and river discharge affect significantly the sediment transport. Reasonable agreement between the model results and field data has been obtained, indicating that the model can be used as computer-based tool for the environment management of estuarine system.     

采砂区布置对分汊河道的影响分析

以长江天兴洲河段为例,应用平面二维水沙数学模型,采用实测水沙数据进行率定与验证,模拟了不同流量级下采砂区相对分汊口距离不同采砂后分流比、水位和流速变化规律,模拟结果表明,在相同水流条件下,随着采砂区距分汊口距离的增加,采砂后主汊分流比与河段水位和流速变化都呈先增后减的规律.进一步选取2004年作为典型水沙年预测采砂后河段冲淤变化和回淤率,预测结果表明,河段总的冲淤量随着采砂区相对分汊口距离的增加呈先减后增的规律,而采砂区回淤率呈先增后减的规律.模型成果可为本河段采砂的可行性和采砂规划控制提供科学依据.     

河床床沙组成数值模拟方法

在以往的研究基础上，对模拟河床冲淤过程中河床混合层概念作了进一步的发展，对描述这一物理过程的数学方法提出了新的见解，并建立了更具一般意义的数学物理方程式，同时，提出了采用非耦合解时求解混合层组成方程式的有效数值方法．     

山区河流若干特性研究

本文在前人研究的基础上,从水道特性、汇流特性以及泥沙输移、级配特性等方面对山区河流作一初步研究,首次提出流域相对平均高差的概念以及单位面积上单位线单位时间上涨幅度的概念,并用来作为判别不同类型河流的主要依据;针对山区河流泥沙级配宽的特点,利用双曲正切函数曲线来模拟山区河流泥沙的宽级配曲线。