二维扩散方程的5点格式有限近似解法

提出求解二维扩散方程的曲线网格有限近似解法.对非规则区域定常扩散方程和规则区域非定常扩散方程的计算结果与精确解比较,表明该方法既可以用于求解规则区域矩形网格的扩散问题,又可以用于求解非规则区域曲线网格的扩散问题.最后模拟计算了典型的坝基渗流流场,计算结果与实验结果吻合较好,表明该方法具有计算简便、精度高、适应强等特点.     

首阳山电厂徐家沟灰场渗流计算

以首阳山电厂徐家沟灰场为背景 ,建立了渗流运动的三维数学模型 ,并用有限元法进行了数值计算 .验证计算成果与现场浸润线观测资料吻合良好 ,表明所采用的数学模型与计算方法是可行的 .在此基础上 ,进一步对该灰场灰坝加高过程中的渗流问题进行了数值预报 .     

边界元法和坐标变换法解二维无压渗流

采取边界单元法和坐标变换相结合的方法实现了渗流场的快速预报. 即通过边界单元法计算出无压渗流的浸润线,从而给出无压渗流的区域,使用正交坐标变换给出等流线和等势线. 结合耒阳电厂灰坝的工程实际,计算了不同水位下干滩和均质土坝的浸润线、流线和等势线,数值计算的结果与电模拟试验的结果进行了检验比较,说明所提出的新方法是正确、有效的.     

基于非连续裂隙介质网络流的线素法模型研究

为了准确描述出基岩裂隙网络流的流场状态,基于非连续裂隙介质渗流理论,以流体力学为基础,把裂隙的交叉点作为节点,节点之间的裂隙作为线元,各线元流向共同节点的流量等于贮存的变化量。依次建立各节点的渗流方程式,构建地下水裂隙介质网络流的渗流模型。利用该方法对模拟区域进行计算并与经典数值解法的计算结果进行对比,结果表明线素法模型能够准确的表征出裂隙含水介质的构造特征,并能够准确反映出地下水的实际流动方向。     

土石坝渗流的流固耦合方法计算分析

采用有限元流固耦合方法对土石坝的非饱和渗流问题进行计算和分析,设定有限元模型的合理边界条件,计算了均质土石坝和非均质黏土心墙坝的渗流参数,得到了土石坝的渗透流量,绘制了孔隙水压力等值线图和浸润线。从计算结果可知,该方法对于黏土心墙坝适用性良好,计算结果准确。     

有限区域盾构隧道土体位移解析计算

针对既有地下结构形成的有限区域,研究盾构隧道施工引起土体位移的解析计算方法.根据有限区域盾构隧道施工引起土体位移的分布特征,从有限区域土体位移分布基本特征出发,基于半无限空间盾构隧道土体位移解析解,通过引入广义土体损失和应力边界条件,推导得到一种可以计算有限区域盾构隧道土体位移的解析计算方法,并通过一则工程实例对该方法的有效性进行验证.计算结果表明,有限区域盾构隧道土体位移小于半无限空间盾构隧道土体位移,但两种情况下的土体位移分布形状基本相同.对于有限区域盾构隧道土体位移,和半无限空间解析解相比,本文解析计算方法得出的结果更接近工程实测数据,对计算有限区域盾构隧道土体位移问题更有效.     

低渗透多孔介质单相流体非线性渗流及计算方法

在实验的基础上,提出了随压力梯度变化的渗流能力修正因子,并以此对达西公式进行修正,推导出低渗透多孔介质单相流体渗流的控制方程,并用有限差分方法进行求解.计算表明,在生产井定产的情况下,用该方法计算得到的井底压力比相同条件下达西渗流计算所得的井底压力要小.随着模拟时间的增加,压力消耗主要集中在井底附近,远离井的地区压力幅度下降很小,与实际多孔介质的特点相符.     

胶凝砂砾石坝渗流场对温度场的影响

大华桥胶凝砂砾石围堰实测温度表明,由于堰体防渗、排水设施的简化,渗水降温会对胶凝砂砾石围堰运行期的温度场产生重要影响,在温度场计算分析时不容忽略。充分考虑胶凝砂砾石材料渗流特点和热力学特性,根据渗流和热传导理论,建立了考虑渗流影响的温度场分析微分方程,推导了其有限元数值解法的计算公式,提出了适用于胶凝砂砾石坝的温度场计算方法,并利用大华桥胶凝砂砾石围堰实测数据进行了验证。以该工程为例,通过有限元仿真计算探讨了胶凝砂砾石坝渗流场对温度场的影响规律。分析表明,低温渗透水使浸润线以下区域和浸润线以上部分区域产生较大的降温速率和降温幅度,改变了坝内温度分布状况,使约束区提前产生了较大的基础温差,会对胶凝砂砾石坝抗裂产生不利影响。     

正交各向异性非定常渗流边界元法计算

计算各向异性介质渗流一直是一个重要研究课题,边界元法由于只在边界划分单元,可降低一维进行计算等特点,且适合于解决无限域问题,在渗流研究中具有一定的独特优点,尤其在处理含有源问题时,本文用边界元法对各向异性介质非定常渗流问题进行数值方法研究与数值计算。对非定常问题在对时间推时涉及到区域积分的计算,本文选取适当的坐标函数,再次应用Ｇｒｅｅｎ公式将区域积分转化为边界积分,因而做到唯边界计算,充分发挥了边     

地下构筑物对地下水渗流的阻挡效应

针对地下构筑物改变了地下水渗流条件这一问题,建立三维有限元模型.该模型是地下水渗流与地面沉降计算的一体化模型,采用该模型分析地下构筑物对地下水渗流的阻挡效应.该方法在地下水渗流计算中考虑三维地下水渗流,在土体固结计算中采用基于Terzaghi固结理论的一维固结方法.结果表明,地下构筑物对地下水及地面沉降的影响程度与构筑物在含水层中的埋置深度及挡水宽度有关.地下构筑物的埋置深度越深,抽水侧水位降深及沉降量越大.构筑物对水流的阻挡宽度越大,对地表沉降的影响越大.     

壁面凸体层流绕流流场的数值计算

采用贴体坐标变换方法将直角坐标系中不规则的流动区域变换成规则的计算区域．对求解原始变量（ｕｋ，ｐ）的ＳＩＭＰＬＥＲ方法进行了改进，应用有限分析法给出了由正常网格求解原始变量的选代方法．然后计算了台阶绕流和任意凸体绕流的流速、压力场．计算结果表明该方法简单有效，压力、速度收敛效果好，计算精度较高．可以用于计算各种流动区域的流场．     

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。     

倾斜地下水含水层混合3维溶质运移数值模拟

针对不规则地下水含水层中溶质运移简化数值模拟问题,根据不规则地下水含水层特点,提出了柱体单元水头梯度平均面的概念。在水头梯度平均面的基础上,采用有限单元法推导柱体单元水平向溶质通量,而柱体单元垂向溶质运移通量则采用有限差分法进行推导,通过联合利用有限单元法和有限差分法计算柱体单元节点溶质均衡项,根据不规则柱体单元溶质均衡项计算结果,编制Fortran程序,建立倾斜地下水含水层混合3维溶质运移数值模拟模型。运用该模型模拟了不同条件下地下水中溶质运移过程,将模拟结果与解析解进行对比分析,模拟得到的溶质浓度结果正确、合理。该模型适用于倾斜地下水含水层中溶质运移模拟,具有节省计算工作量,单元剖分灵活的优点。同时,当Peclet数较大时,该模型分别在水平向和垂向采用迎风加权格式进行计算,有效地消除了边界附近出现的数值跳动现象,模型也适用于Peclet数较大的情况。     

基于E,H为变量点匹配时域有限元法计算点源的问题及改进

点匹配时域有限元方法,是继时域有限差分方法后,又一重要的电磁场时域数值分析方法。在应用该方法计算点源的散射场时,发现这种方法的缺陷,每两个相邻节点上的电场强度(或磁场强度)计算结果不连续。对于点匹配时域有限元法的上述缺陷,给出理论上的解释。对于二维问题,给出了改进的方法,克服了点匹配时域有限元法电场强度(或磁场强度)计算结果不连续的缺陷,计算结果与时域有限差分方法或解析结果吻合。     

基于KL-Galerkin解法的地下水流动随机分析

为处理二维一般区域和具有复杂协方差函数的地下水流动随机问题，需要提出有效数值方法以求解基于摄动理论的谱分析模型。建立了进行K-L（Karhunen-Loeve）展开的Galerkin有限元方法，推导出任意区域K-L展开和Fredholm方程的矩阵形式和变换公式，研究了KL-Galerkin解法的计算性态。将基于KL-Galerkin解法的水流随机模拟得到的结果与解析解法的结果进行了对比。计算结果表明：文中提出的算法能够准确的模拟含水层中水头、含水量等物理量的分布，同时由于引入有限元原理和数值积分，该算法能够求解二维一般区域和任意协方差函数的随机场问题。     

钢筋混凝土异形板的极限分析

文章对一定形式的钢筋混凝土板在线荷载与面荷载共同作用时,进行了极限分析,对极限分析做了一定论述,将极限分析与有限元分析的结果进行了比较。文章的主要特点为线荷载对屈服模式的影响,条带的选取方法,线荷载作用下板的极限分析方法。     

具有12脉动换流桥的直流输电系统非特征谐波计算研究

本文建立了用于计算12脉动HVDC(高压直流)系统非特征谐波的新方法。该方法将整流站、直流线路和逆变站作为一个整体统一考虑。该方法通过模拟HVDC系统的运行工况,求解状态方程及输出方程,得到各量的时域解,然后采用快速付氏变换(FFT)技术而得到谐波分析结果。本方法可用于考虑12脉动HVDC系统在各种不完善条件下的谐波计算分析,包括:交流系统电势和阻抗的不平衡;换流变压器阻抗的不平衡,触发脉冲具有随机误差等。作为其特例,本方法同样可以用于特征谐波的计算和分析。     

G~1不规则域曲面的构造与多曲面片交角处的光滑过渡

本文给出了一种Ｇ１不规则域曲面的构造方法。利用该方法构造的不规则戏曲面能与所邻接的任何类型的曲面达到Ｇ１光滑拼接，从而较好地解决了曲面造型系统中多曲面片交角处的光滑过渡问题。     

地下水污染的混合有限分析法数值模拟

通过对具有一定浓度的污染物在地下水运移作用下的污染模型,采用混合有限分析法进行了数值模拟研究,并和传统的有限差分法进行比较,说明该方法是可行的,并给出了算例。