平面二维泥沙数学模型研究及其应用

本文利用不平衡沙模式建立起子一套泥沙冲於数学模型，其中对恢复饱和系数α，可冲刷厚度△ｂ，河岸侧向冲刷以及浓度对流计算格式都进行了一定的研究和改进，本文的目的在于研究开发二维河道水流及泥沙冲淤数学模型并应用于实际工程计算。     

河道平面二维泥沙数学模型研究

本文对平面二维泥沙数学模型进行了较系统的研究,建立了计算量及贮存量较小的平面二维泥沙数学模型,考虑了平面二维阻力、挟沙力、分组挟沙力等问题。发展了一种计算量及贮存量较小的且适合不规则河道边界的数值计算方法。用川江臭盐碛河段的实测资料对所建模型进行了验证,果结表明在流速分布、含沙量分布、回流变化及河床型态等方面符合良好。     

平面二维水沙数学模型

本文提出了在特写定义下的流函数－涡量法表示的平面二维水流基本方程式，进而建立了平面二维水沙数学模型，文中对计算方法、有关水流泥沙物理参数的确定等问题进行了初步探讨，模拟利用葛洲坝坝区实测资料进行了验证。     

河口最大浑浊带平面二维数值模型

利用平面二维数值模型模拟河口最大浑浊带现象。在概化河口的基础上，比较了恒定流与非恒定流、稳定源与非稳定源、矩形河口与线性河口等不同条件下河口悬沙浓度平面分布特点，并在黄茅海河口进一步得到验证。结果表明，河口地形边界和非恒定潮流作用对河口最大浑浊带悬沙富集有重要贡献。     

基于小世界拓扑模型的大型电网脆弱性评估算法

应用小世界网络理论研究电网中大规模连锁故障传播的内在机理，对寻找电网本身固有的脆弱性并提出有针对性的增强措施具有重要意义。文中提出了基于小世界拓扑模型的大型电网脆弱性评估的综合算法，并对电网的拓扑建模、基本特征参数的统计以及故障模拟与脆弱性评估等各部分的独立算法进行了设计，从而形成了具有良好扩展性、便于对大型电网自身结构脆弱性及大规模连锁故障机理进行深入研究的综合算法。将该算法应用在多个实际电网中，取得了较好效果，从而证实了该算法的有效性。     

河道平面二维水流数值计算

本文应用破开算子法原理,将平面二维不恒定流基本方程按不同的物理意义破成对流、扩散和传播三个子方程。对对流方程,提出了基于特征线法的迭代解法,对扩散和传播方程,在局部区域内推演出同一形式的带源泊松方程,引入有限分析法求解,同时,利用边界对称点法,对河道二维计算中较困难的不规则边界计算问题作了较好的处理。     

一种简洁有效的河道平面二维流动数值模型

本文提出了一种简洁有效的河道平面二维流动数值模型。模型采用跟踪河道中心线走向的正交曲线坐标系，曲线网格可用代数方法直接生成。这种河道正交曲线网格较好地适合了河流的形态特征及流动特性，模型基于显式有限差分，利用水面回算消除不稳定性。并使模型在空间和时间上均达到二阶精度。模型采用显式非恒定流渐近迭代法计算河流恒定流场，为了有效地抑制非线性不稳定性发展，二维模型初值由准二维计算结果提供。本文针对弯道水槽试验成果。多体绕流，边池回流和天然山区河流情况，对数值模型进行了测试和验证。结果表明，模型具有较强的模拟复杂流态的能力。     

多闸门联合调度的平面二维数学模型

多闸门联合调度是在实际河道、水渠中经常采用的一种控制水量或水位的运行方式,对此进行数值模拟也成为人们关心的问题之一.本文利用闸孔出流公式耦合水流运动平面二维ADI算法,建立了多闸门联合调度的平面二维数学模型.模型被应用到北京市卢沟桥分洪枢纽多闸门联合调度控制洪水的研究之中,并提出了洪水过程中洪峰流量小于2500 m3/s的调度方案,对海河水利委员会批准的调度方案进行了完善和补充,表明该模型可以应用到工程实际之中.     

渉河大桥平面二维水流数值模拟

以某铁路涉河大桥为例,根据实测河道水下地形资料进行网格概化,以河网一维数学模型计算成果作为控制边界条件,利用MIKE21建立了平面二维水流数学模型,对渉河大桥桥址河段流场变化进行分析.结果表明,遭遇50年一遇洪水时,桥墩附近的水流流向发生了改变,流速明显增大,会对河道堤防和河床产生冲刷.该方法可在渉河大桥二维水流数值模拟分析中推广应用.     

渉河大桥平面二维水流数值模拟

以某铁路涉河大桥为例,根据实测河道水下地形资料进行网格概化,以河网一维数学模型计算成果作为控制边界条件,利用MIKE21建立了平面二维水流数学模型,对渉河大桥对桥址河段流场变化进行分析。结果表明,遭遇50年一遇洪水时,桥墩附近的水流流向发生了改变,流速明显增大,会对河道堤防和河床产生冲刷。该方法可在渉河大桥二维水流数值模拟分析中推广应用。     

基于电网状态与结构的综合脆弱评估模型

系统规模的不断扩大及元件的日益复杂,使得电网安全问题成为关注焦点。在已有脆弱性 研究基础上,给出了状态脆弱性及结构脆弱性的准确定义及新评估模型;提出了结合两脆弱因子的 评估思想,即在考虑元件运行状态的同时,兼顾其网络结构特性,由此建立了可基于不同运行状态 变量以获取不同脆弱评估目的与结果的评估模型通式。算例结果表明所提出的模型可基于不同状 态变量对电网进行脆弱性评估,且对电网中的薄弱环节有较好的辨识能力及较高的辨识精度,可为 电网脆弱性评估及电网运行维护提供参考,验证了模型的合理性及有效性。     

基于复杂网络理论的输电线路脆弱度评估方法

为快速评估线路故障对系统静态安全的影响,基于复杂网络脆弱度理论,构建了互补性脆弱度指标集和综合脆弱度指标,进而提出一种输电线路脆弱度评估方法。该方法可从全局和局部、有功和无功两方面综合衡量输电线路的脆弱度。根据电力网络有功功率传输的特点构建了平均传输距离指标,从全局的角度衡量输电线路故障对有功功率全网传输效率的影响;其次,提出了局部变化量指标,从负荷节点和发电机节点的角度有效评估局部无功平衡受影响的程度。上述两类指标构成了互补性脆弱度指标集。对互补性指标集进行了归一化处理,得到综合脆弱度指标。通过对IEEE 30节点系统的仿真分析,验证了所提出的互补性指标集和评估方法的有效性。     

基于栅格尺度的喀斯特槽谷区生态环境脆弱性时空分异研究

基于“敏感度-弹性度-压力度”模式,以贵州省典型喀斯特槽谷区印江县自然环境和社会经济2个方面的多种栅格数据为基础,采用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术建立栅格大小为30 m×30 m 的生态环境脆弱性评价指标空间数据库,运用综合指数法、层次分析法得出综合评价结果,划分研究区生态环境脆弱程度等级。结果表明:潜在脆弱区和轻度脆弱区占研究区面积的比例较大,2010年和2015年分别为86.60%,87.37%;重度脆弱区和极度脆弱区面积占研究区面积比例较小;其中生态脆弱性较高的地方多分布于人口密度大、植被覆盖度较低、地形起伏较大以及人类活动强度高的区域。评价结果可为研究区的生态恢复重建和环境保护提供理论参考,构建的评价模型可以运用于省市级和县级区域生态环境脆弱性评价。     

基于GIS和图论分析的电网协调规划方法

主配电网协调规划的重点是110 kV变电站选址和供电范围的联合优化问题。提出了基于地理信息系统（GIS）和图论分析的主配电网协调规划方法。首先基于GIS和图论分析了变电站的基本属性;其次,提出变电站供电范围相邻关系环的概念;然后,利用变电站相邻关系环分析变电站最佳选址区域,使变电站选址充分考虑配电网发展需要,方便新建站后调整已有站的供电范围,并将变电站确定供电范围和确定具体地址通过迭代优化,实现主配电网的协调规划。     

基于Leaderrank的高拱坝场内施工道路复杂网络重要节点挖掘与分析

高拱坝施工道路是保证高拱坝工程顺利实施的重要条件之一,由于其所处的环境较为复杂,不确定性因素很多,使得施工道路经常受到损坏。为使施工道路受到损坏后尽快恢复其应有的功能和运输强度,应用复杂网络理论,根据高拱坝施工场地特征,建立了高拱坝场内施工道路网络模型,并采用Leaderrank算法对道路网络的重要节点进行挖掘和验证。最后,运用工程实例,建立了一个具有23个节点的施工道路网络模型,通过对网络模型特征进行分析,并经节点失效验证,发现重要节点排序结果符合高拱坝施工道路实际情况。研究结果可以为高拱坝施工道路管理、抢修提供理论依据。     

基于有权网络模型的电力网节点重要度评估

电力网络中的某些重要节点对连锁故障的发生有着重要的影响。文中应用复杂网络理论,综合考虑节点在网络拓扑结构中的分布特性以及电网的电气特性,选取输电线路的电抗值作为权值参数,建立了电力网络的有权网络模型;提出了基于有权网络模型的电力网带权重的网络凝聚度及节点重要度评估指标;并以EPRI 36节点系统为例进行了暂态稳定时域仿真实验,仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于DEM的黄土沟道提取汇流量阈值确定方法

沟道是黄土高原重要的地形特征和水文特征,汇流量阈值是采用水文分析方法提取沟道的关键,目前已有汇流量阈值的确定方法具有较强的主观性。为解决汇流量阈值不确定性的问题,采用30 m分辨率DEM为基础数据,以延安市宝塔区碾庄沟流域为研究区,提出了一种基于受试者工作特征曲线(ROC曲线)确定汇流量阈值的方法。首先采集69个实际沟道起点,分析沟道起点的汇流特征,并确定了汇流量集聚区间;其次提取了500个一级沟道点作为样本点,采用ROC曲线分析了汇流量对沟道的诊断价值,得到了汇流量最优阈值。结果表明:汇流量对沟道具有较高的诊断价值,存在某一汇流量阈值能够较好地判定样本点是否为沟道;采用ROC曲线法确定的汇流量最优阈值提取的沟道均方根误差<2.5个像元,结果较为理想。     

堆积体内部裂隙对降雨入渗的影响

降雨条件下滑坡体稳定性与裂隙诱发入渗密切相关。为了探究裂隙发育对堆积体降雨入渗的影响,以澜沧江某巨型堆积体坡表发育的裂隙现象为出发点,设计了均质堆积体和主-次裂隙堆积体2种模型。通过室内物理模拟试验及数值分析,并结合土体中的含水率、基质吸力、湿润锋迁移速度及深度的变化趋势可得出以下结论:裂隙型堆积体在降雨1 h和观测23 h的整个时间段内,其湿润锋迁移变化趋势可归纳为入渗加速→峰值→入渗减速→趋向于0;裂隙的存在为雨水入渗提供了有利的通道,雨水可到达土体深部,形成暂态饱和区,随降雨结束又逐渐消散;降雨在裂隙型发育的堆积体中的入渗过程可分为4个阶段,即前期完全入渗、裂隙下方强烈入渗、补偿加速入渗及水平侧渗。研究结果可为后续滑坡复活机理和稳定性评价提供参考。     

基于精细化管理模式的电网运行方式

电网运行方式的分析是电力系统安全的保障。电力市场和节能发电中电网的运行方式与传统的均衡发电模式相比发生了较大变化，后者的电网运行方式筛选过于简单，难以保障电网安全校核的全面性。文中将聚类分析与图论方法相结合，提取了表征电力系统运行状态的特征变量。据此，采用聚类分析方法细化了电网运行方式，生成了各电网运行方式下的安全约束集，提出了电网运行方式精细化管理方法，并通过算例验证了该方法的实用性和优越性。