用时域法求解二维二阶非线性水波的绕射问题

本文用二阶理论在时期围内研究非线性水波的绕射问题。一、二阶问题分别满足各自的自由表面条件和物面条件。用一阶Ａｄａｍｓ格式并配合时步处理来计算自由表面上的波高和速度势，而流场内的速度势通过求解有限元方法得到。采用人工阻尼区来吸收反射波，对水平半圆柱在水面的绕射问题进行了计算，得到了自由表面波高时间历程和圆柱所受到的波浪力，计算结果和有关文献进行了比较，其符合程度是令人满意的。     

VOF方法模拟波浪槽中二维非线性波

造波板运动生成非线性波问题是研究物体与波浪非线性相互作用的典型例子。本文研究了用ＶＯＦ方法模拟波浪水槽生成非线性波（孤立波和椭圆余弦波）的问题，为实现造波板在计算中可以做穿越网格的大幅值运动，本文采用在压力迭代中调整造波板邻近单元中压力来满足造波板上流体运动条件。对开路边界条件和自由表面与物面交点处边界条件也提出了处理方法，计算结果与实验结果和解析结果进行了对比。     

二阶波浪力的切片理论与潜体上的垂向定常力

二阶波浪力的三维理论基本上是对无航速的结构物建立起来的，航速的影响不甚清楚，一些理论问题，例如二阶绕射势辐射条件的提法，直到最近才得以澄清，即使如此，用三维方法完整地求取物体上的二阶波浪力仍十分费时，本文中对有航速的细长物体建立了二阶波浪力的切片理论，旨在提供理论上合理，实用上相对简便的二阶力计算方法，作为完整的二阶波浪力的一个组成部分，文中给出了细长潜体在不同潜深和浪向角时所受的垂向常力及变化趋     

掺气减蚀设施后二维空腔流动计算

本文发展了文献[4]中提出的求解自由面重力流的h2类边值问题理论。运用解析函数的Riemann-Hilbert混合边值问题的h3类边值问题理论，导出了计算有重力作用情况下双自由表面二维空腔势流流动的边界程分方程，提出了确定空腔区水舌下自由表面的计算格式，并在物理平面上进行了数值求解。表明，该数值方法具有收敛速度快、边界适应能力强、计算量小、计算精度高和对初值要求不高等特点。计算结果与实测资料对比分析表明，来流佛氏数Fr<7情况下，无需考虑阻力影响，采用势流模型即可获得与实测值相符合的结果；而在来流佛氏数Fr>7情况下，由于射流掺气加剧，需引入阻力修正。     

模拟波浪运动的三维自由表面流动数值模型

基于Navier-Stokes方程建立了三维自由表面流动数值模型来模拟波浪运动.模型中Navier-Stokes方程的求解采用两步投影法,计算域的空间离散采用交错网格.采用满足自由表面运动学边界条件的水位控制方程来计算自由表面.通过数值结果与解析解的比较,验证了本文建立的三维自由表面流动数学模型可以精确的模拟线性色散波以及孤立波沿平底坡和非平底坡的传播.     

二阶波浪力作用下漂浮式风力机Spar平台的动态响应分析

平台结构的稳定性是海上漂浮式风力机安全运行的基本保障。本文建立基于OC3-Hywind Spar Buoy平台的NREL 5 MW漂浮式风力机整机模型,采用辐射绕射理论结合二阶传递函数(QTF)的方法,借助ANSYS/AQWA分析二阶波浪力对Spar平台动态响应的影响。并从频域角度对比一阶、二阶波浪力对平台的作用,从时域角度分析风、流和二阶波浪力联合作用引起的慢漂响应和一阶波浪力引起的波频响应。结果表明:同一自由度方向的差频QTF与和频QTF的变化趋势大体一致;平台所受二阶波浪力较一阶波浪力小一个数量级;二阶波浪力对不同自由度的动态响应影响不同;时域动态响应由波频响应和慢漂响应组成,其中波频响应是均值为零的往复运动,慢漂响应是长周期的漂移运动。     

大直径圆柱体上的二阶波浪力

在二阶波浪力的计算中,二阶绕射势满足的非齐次自由条件,其非齐次项在整个自由面上不是绝对可积的,给解析或数值求解造成了困难。本文推广了周清甫的工作,对有限水深引进了一个“局部扰动源”,用此局部扰动源在自由面上的分布,构造了满足非齐次自由面条件的二阶势的特解。并进一步证明,此特解在远处收敛得足够快,只剩下外传的自由波,后者在无穷远处满足通常的Som-mevfeld条件。 按这个方法,本文得到了大直径圆柱体在有限水深中的完整的二阶绕射势,计算了二阶波浪力,并与实验数据和现有的计算结果进行了比较。比较表明,在波长稍大的地方,本文的结果有明显改善。     

二维分层流的格子Boltzmann数值模拟

基于格子Boltzmann方法，采用改进的自由能模型，对二维分层流和“气泡”迁移现象进行了数值模拟。计算模型中，边界条件处理采用了法向反弹假定，这种处理方法具有二阶精度且简单易行。在给定的条件下，对分层流进行了数值模拟，流速的计算值与其理论解非常吻合，最大相对误差不超过0.3％。常规自由能模型不能满足伽利略不变性，在模拟气泡运动时，圆形气泡往往会变为椭圆形；而改进的自由能模型满足伽利略不变性，在模拟气泡时其形状不会失真。最后，给出了一个“气泡”迁移的数值仿真，在计算了200 000个时间步后，气泡仍然保持原来的形状。数值试验的结果验证了模型的有效性与可靠性。     

用三维时变雷诺方程模型模拟小尺度组合桩柱上的波浪力

该文以雷诺时均的Navier-Stokes方程为控制方程，用k-ε模型来封闭湍流模型，采用VOF方法来跟踪波动自由表面，建立了三维数学模型。然后对波浪与小尺度孤立柱的相互作用过程进行了数值模拟，得到了时变的波浪力，然后用实验资料进行了验证，并且和Morison方程的计算结果进行了比对。然后利用验证过的模型模拟了三维波浪场中两个不同间距的纵向排列的小尺度桩柱上所受的波浪力，得到了两个桩柱的干扰系数和间距的关系。计算方法和计算结果对此类结构物的设计施工有一定的参考价值。     

时间域上势函数的计算及其应用

本文提供了—种浮体运动的时间域分析方法。由物体运动引起的流体运动的总的速度势分为脉冲势和自由表面速度势两部分;脉冲速度势采用类似于Hess-smith方法求解,自由表面速度势根据脉冲速度势和自由表面速度势之间的关系,利用傅立叶变换获得其初值,然后按时间展开,在每个时间步长上满足物面条件得到在所考虑的时间域上的自由表面速度势。作为算例,本文计算了球体的附加质量系数、迟滞函数,最后利用Cummins时间域上的运动方程求解了一个自由浮漂半球在得一位移脉冲之后的升沉运动。     

植物蒸发蒸腾量测定方法述评

评述了水文学方法、微气象学法、植物生理学方法、红外遥感法等4类植物蒸发蒸腾量测定方法的基本原理、计算方法、优缺点及误差来源等;给出了合理选择测定方法的参考标准;指出目前研究和实践中存在的一些问题,并对未来发展趋势进行了展望。     

高职计算机教学方法研究与实践

介绍适合于高职计算机教学的几种可行方法 ,提出在选择这些教学方法时应注意的若干问题     

南水北调东线工程源头长江潮位预报

南水北调东线工程通过江都水利枢纽抽引长江水,准确及时的引水口水位预报对提高水利工程调度和水资源配置的科学性至关重要。选择引水口附近的三江营潮位站为代表,由于三江营地处潮区界以内,所以在预报其潮位时需要综合考虑潮汐引力、上游来水量和区间降水量等影响因素。首先采用潮汐调和分析法计算得到天文潮位,再采用二次校正法、多元线性回归法、支持向量机（support vector machine,SVM）法和随机森林法,对三江营的日均潮位和逐时潮位进行预报,并比较4种方法的预报精度。结果表明,4种方法得到的年日均潮位预报结果均能达到乙级以上精度,预报效果较好,其中：二次校正法的预报精度最高且最稳定,日均潮位和逐时潮位预报均能达到甲级精度,适合用于水利工程精细化调度;SVM法的预报精度次之,多元线性回归法和随机森林法相对较差,但后3种方法的预见期长于二次校正法,适合用于对预见期要求较高的潮位预警。     

乌鲁木齐参考作物蒸散量计算方法的比较

以Penman-Monteith方法为标准,利用Hargreaves方法,Priestley-Taylor方法和FAO-17 Penman方法计算乌鲁木齐的参考作物蒸散量ET0(Reference Crop Evapotranspiration),对计算结果分别作了对比分析,并对不同的方法进行相应的修正。结果表明:(1)乌鲁木齐的ET0季节分布极不均匀,表现出夏季、春季、秋季、冬季依次减小的趋势;(2)总的来说,PT和HG方法的估算值比PM的标准值要偏低,F17方法的估算值比PM方法的标准值要偏高,造成不同方法的估算偏差的主要原因是由于各自选用了不同的辐射项和动力项所致;(3)在气象资料缺乏、精度要求不高的时候,PT方法能够用来计算乌鲁木齐的ET0,如果精度要求较高,可以使用修正后的公式;(4)修正后的HG公式计算结果最接近PM方法的标准计算结果,如果使用HG方法估算乌鲁木齐的ET0,必须先进行修正;(5)F17方法采用了与PM方法不同的风速修正方案,修正前后的误差都较大,不适用于乌鲁木齐ET0的计算。上述方法在其它地区的适用性有待进一步检验。     

3种频率曲线参数统计方法的应用分析

根据江西省永修县1950～2009年的年最大日降雨量资料,分别采用矩法、权函数法、概率权重矩法等3种参数统计方法,计算出年最大日降雨量频率,并以频率曲线与经验点据的拟合情况,来评估3种方法计算结果的偏差.结果表明,矩法估计的频率曲线与经验点据拟合较差,由矩法估计的参数及由此所得的频率曲线总是系统偏小;概率权重矩法估计的频率曲线较之经验点据,其上部略偏低,拟合欠佳;权函数法改善了频率曲线和经验点据间的拟合,取得了良好的效果,但仅适用于连续系列.比较分析结果也说明我国主要采用适线法估计频率曲线的统计参数是有统计学理论根据的.     

探讨流固耦合分析方法

简要叙述了流同耦合问题及其常用的方法;讨论了干模态法、交叉迭代法及LS-DYNA有限元软件分析法,对流固耦合问题的分析有一定的参考价值.     

基于改进湿周法的贾鲁河河道内生态需水量计算

针对贾鲁河实际情况,选取中牟和扶沟水文站作为控制断面,利用斜率法、曲率法和多目标评价法3种改进湿周法计算分析贾鲁河不同频率年河道内生态需水量。结果表明,采用多目标评价法(r=2)计算结果最大,曲率法最小,中牟断面用多目标评价法(r=2)计算生态需水量较为合理,扶沟断面用斜率法计算生态需水量较为合理。     

有限元法中开挖释放荷载计算方法的研究

对传统有限元开挖释放荷载的计算方法进行了讨论与分析，并基于体系平衡的有限元数值格式，提出开挖作用的直接分析法、间接分析法的概念及开挖不平衡力的计算方法。开挖作用的直接分析法认为，任何开挖步产生的位移都是该开挖步剩余构形中真实存在的各种力相互作用的结果，不用考虑被卸除材料部分对体系的作用，其对开挖问题的数值模拟只针对开挖剩余体系进行计算，其意义更为直观，计算更为简便可靠。     

点可靠度计算方法进展

详细阐述了结构点可靠度计算方法，对改进的一次二阶矩法，JC法，几何法，高次高阶矩法，响应面法，蒙特卡洛法，随机有限元法等方法进行了分析。结果表明。对于极限状态方程线性或非线性程度不高的简单结构。用一次二阶矩法计算可靠度足以满足要求，且简单易行，对于大型复杂结构。其功能函数一般不能显示表达，大多是非线性的高次方程，应用响应面法，蒙特卡洛法，随机有限元法则具有一定的优势。     

风积粉砂土的颗分试验对比分析

风积粉砂土不同粒级的分选是土工试验的基础。目前颗分试验总体可分为干式分级和湿式分级两类,湿式分级方法中常采用离心法和静水沉降法。为了寻求适用于粉砂土的有效分选方法,对目前常用的标准筛筛分法、过滤法、离心法、静水沉降法进行了对比试验,再结合光学显微镜和激光粒度仪对分级后的土颗粒进行观察分析。总结了几种方法的适用性,指出标准筛筛分法不能有效分选细小颗粒,因此不适合于粉砂土的颗分试验。对于粒径小于0.075 mm细粒土分别对比了过滤法、离心法、静水沉降法,其中过滤法分级效果不理想,而离心法虽在时间控制和实验效率上有不可替代的优点,但就分级结果的精确性而言,静水沉降法比离心法精确度更高。