弹性力学的Hamilton求解体系

与传统的减少未知量提高微分方程阶次的方法不同，弹性力学的Ｈａｍｉｌｔｏｎ求解体系是将弹性力学的微分方程化成一阶正则方程，然后再行求解。本文以平面问题为例，首先介绍其Ｈａｍｉｌｔｏｎ正则方程及推导过程和采用分离变量法进行解析求解的主要思想，然后介绍在一个方向采用解析函数，另一个方向离散采用数值方法的半解析求解方法，最后对弹性力学Ｈａｍｉｌｔｏｎ求解体系的优缺点和今后的发展作了简要的评价和展望。     

荷载随时间变化情况下非线性固结问题的求解方法

饱和土体非线性一维固结问题的求解方法较多,为了评价诸多方法的适用条件,对几种常用的非线性一维固结问题的求解方法进行了分析研究。基于Davis等提出的非线性固结方程,利用Laplace变换、矩阵传递法以及Laplace逆变换进行了处理;得到成层饱和地基在荷载随时间变化情况下的一维非线性解析解的求解方法,并给出快速求解初值问题(或边值问题)的数值方法(DQM法)以及Kirchhoff变换法和摄动法的求解思路。分析结果表明,这些方法各有自己的特点,可以满足不同的求解条件,是求解非线性问题的有效工具。     

接触问题有限元分析方法综述

从直接迭代法、接触约束法和数学规划法等方面综述接触问题有限元分析的基本方法 .直接迭代法是一种“试验误差”方法 ,概念清楚 ,实施方便 ,但计算工作量较大 ,而且不能保证迭代一定收敛 .接触约束法主要利用罚函数方法或Lagrange乘子法将接触问题转化为无约束问题求解 .数学规划法利用接触问题的互补条件、非穿透条件等 ,将其归结为二次规划 (线性互补 )问题求解 ,这是一种非迭代类解法 ,收敛平稳、迅速 ,计算工作量较小 .文末简单介绍接触问题研究的一些新趋势     

解析元素法及其在水工渗流问题中的应用研究

在O.D.strack教授指导下,本文应用解析元素法求解水工渗流中的问题,并以几个代表性的算例进行了具体描述。该法系美国明尼苏达大学strack教授针对地下水问题建立的。根据迭加原理和势流特性,可对具有各种复杂边界的问题产生一个综合的近似解析解。在解题精度、效率和灵活性方面均有独到之处。     

圆形钢筋混凝土截面大偏压构件正截面承载力的简算法

圆形截面大偏压构件正截面承载力的计算为超越方程,无法通过解析法求解.目前的试算法及图表法计算过程较繁,不便实际应用.文章采用优化拟合的方法,通过对公式中的超越方程及三角方程进行代数方程替代,解决了其承载力的解析计算问题,简化了有关解算工作,便于实际工程应用.     

对流-反应汇方程特征积分有限差数值解法

求物质对流扩散并具有源或汇作用的经典方程的整体数值解是比较困难的,目前多数采用分步求解的办法.本文在前人工作的基础上发展了特征积分有限差求解方法,这种方法能给出方程的整体数值解.文中仅就无扩散情形下对基本方程的解作了介绍,以表明解法的基本思想,同时,在简单的边界条件下,用所介绍的方法对所提问题进行了数值计算,并与解析解和分步求解法作了比较,结果表明,特征积分有限差解法能给出较好的结果.     

求解非饱和土壤水流问题的一种数值方法

特征有限单元法推广应用于求解非饱和土壤水运动问题.通过引入全导数,把原问题分解为纯“对流”问题和纯“扩散”问题.分别在Lagrange和Euler坐标系中求解“对流”问题和“扩散”问题.实例计算表明,该法在克服数值困难、提高计算效率和精度以及适用性等方面较有限单元法和有限差分法有显著的优越性.     

基于图论的多定压节点管网水力计算方法的研究

多定压节点管网具有复杂的拓扑关系,可充分发挥图论的优势对其进行水力计算.通过引入虚节最和虚环的概念将多定压节点问题转化为单定压节点问题,对相关矩阵按照定压和非定压节点、虚管段和实际管段、树支和链支管段进行分块表示.推导出了采用链支流量矩阵进行管网水力计算的解析表达式,在此基础上得到了适于计算机求解的离散模型,同时将此方法应用于实际算例并与Hardy Cross法的计算结果进行了对比.     

工程接触问题数值分析方法

工程接触问题的正确求解意义重大,又极具挑战性。近几十年来,随着计算机技术和计算方法的发展,不断涌现出各种各样的接触问题数值分析方法,精确有效地解决复杂的实际接触问题成为可能。以应用和继续研究为目的,分别从接触力学和不连续介质力学的角度对工程接触问题的多种数值分析方法进行了分类,对其基本原理和特点进行分析,就不同方法的求解效率、精度、收敛性、适应性等作了比较。分析认为,在目前不存在通用的求解接触问题方法的前提下,多数方法都有继续深入完善的必要,并就此提出了几点建议。     

基于速度势法的水电站进水塔弯曲自由振动解析解

介绍了基于速度势解析算法求解水电站进水塔在水中弯曲自由振动的方法。分析进水塔的主要受力特点,为引入流体速度势解析算法对结构进行简化和假设。以分布参数梁体系推导得到无水时进水塔弯曲自由振动频率方程,根据速度势拉普拉斯方程确定了所求解问题的边界条件,通过内外水压力表达式建立进水塔的弯曲自由振动方程。推导振动方程得到频率方程,经过数学软件编程求解,最终可得到结构振型和频率。推导过程表明流体速度势法是将水体转化成与塔体振型相关的质量附加于结构,从而影响结构的振动。与数值方法对比和探讨,分析了两者异同,提出本文方法适用范围。结果表明,本文解法可以引入内外含水矩形横截面进水塔的弯曲自由振动问题的求解,为下一步进水塔地震响应分析提供一种新的思路。     

坝库系统流固耦合数值分析方法简述

从水体的研究角度出发,介绍有限差分法、有限体积法、有限元法、边界元法等分析方法以及Lagrange坐标系、Euler坐标系和ALE等描述方式在坝库系统相互作用中的选取与应用。通过对比分析可知:各种方式都有优点及局限性,应具体问题具体分析;ALE描述方式具有其独特优势,被较多应用在流固耦合分析领域。最后指出,对于流固耦合问题,需要在数学模型、接触边界相容条件的处理等方面进行深入研究。     

河工模型尾门水位控制系统的设计与研究

为了提高河工模型试验自动控制的水平,确保试验过程的精确性,自主开发了尾门水位控制系统。通过研究尾门结构,采用尾门水位的PID调节算法,结合拉格朗日插值方法,实现了尾门水位的自动控制。恒定流和非恒定流试验结果表明:该控制系统保证了尾门水位控制的快速性和稳定性;提高了试验精度,其尾门水位控制重复精度<1 mm;该系统可使河工模型研究试验的可重复性得到提高,且提高了试验效率,节约了试验成本。     

混凝土浇筑仓温度双控指标拟定的最大熵法

结合西南某建设中的混凝土特高拱坝高温季节浇筑仓实测温度,采用最大熵法拟定了混凝土浇筑仓温度双控指标,即混凝土浇筑仓达到最高温度前典型龄期对应的容许温度和容许温度变化率。为了获得高精度的最大熵概率密度函数,采用粒子群算法来优化求解拉格朗日乘子系数。工程实例分析表明:最大熵法不需要事先假设样本分布类型,直接根据各基本随机变量的数字特征值进行计算,就可以得到精度较高的概率分布密度函数,由此求出的温度双控指标是可行的。     

系统动力学方法在水资源系统中的研究进展述评

系统动力学方法具有反馈控制理论在水资源系统的动态变化及系统运行的因果机制分析中优势显著。本文简要介绍了系统动力学方法的特点及发展历程,随后从水量、水质和水生态3方面系统地分析评述了系统动力学方法在水资源系统研究中的应用及其进展状况,指出系统动力学方法能很好地适应水资源系统自身特点和发展趋势,并提出了系统动力学方法在未来水资源系统研究中的发展趋势主要包括扩展研究尺度,关注水资源系统的复杂性,聚焦自然—人工复合系统和注重方法耦合互补等方面。     

河工模型试验水槽尾门控制系统设计研究

水槽是河工模型试验中不可缺少的设备。为提高试验水槽的自动控制水平，确保试验过程的准确性，通过研究尾门结构，分析尾门水位特性，采用拉格朗日插值运算和PID调节算法对栅板式尾门进行了设计研究，完成了试验水槽尾门控制系统的设计与开发，实现了尾门水位的自动控制，保证了尾门水位控制的快速性和稳定性（尾门水位控制重复误差小于1 mm）。该河工模型试验水槽尾门控制系统已在恒定流和非恒定流等多个河工模型试验中广泛应用。     

变电站光伏直流系统的研究与应用

将太阳能应用于变电站是电力企业节能环保的新举措.首先阐述了国内太阳能光伏产业发展面临的机遇,介绍了变电站光伏直流系统的构成、系统设计要素、原则和方法,描述了组件总功率的计算方法;然后分析了光伏控制器的研究、系统的工作原理及其实现方法,包括电源自动切换、蓄电池充电控制方式及系统通信;最后介绍了系统的运行情况.     

水旱灾害风险评估方法体系及其实证研究

针对水旱灾害系统的不确定性,从系统论角度提出了水旱灾害致灾因子的危险性、承灾体的暴露、灾损敏感性和防灾减灾能力这4个子系统组成的水旱灾害风险系统及其定量表征。从方法论角度,提出了由水旱灾害危险性分析评估、脆弱性分析评估、损失风险分析评估、风险评价、风险决策分析这5类方法组成的水旱灾害风险评估方法体系,并归纳分析本文作者以往的实证研究。结果表明该方法体系具有通用性和有效性,在自然灾害风险评估中具有参考应用价值;今后亟须进一步解析该方法体系的物理成因机制,进一步丰富、发展、完善这些水旱灾害风险评估方法,特别是基于水旱灾害损失风险形成过程的损失风险曲线评估方法。     

ADDITIONAL PRESSURE LOSSES OF SOLID-LIQUID FLOW IN AN OSCILLATING PIPELINE

1. INTRODUCTIONThere are abundant resources in immense oceans. Manganese nodule on the deep sea bed is a kind of mineral resources, the size of which ranges from 5mm to 200mm in diameter (David 1974). In the last decades, several mining systems have been …     

四平市浅层地下水系统研究

四平市浅层地下水系统研究主要包括地下水系统的划分和地下水系统特征两个方面。本文根据四平市水文地质条件,探讨了四平市地下水系统划分的原则,即拥有独立的含水层系统和完整的水循环系统。亚系统划分主要依据地下水分水岭和一级河流流域分水岭,子系1统则考虑了含水介质和水力条件。基于此,四平市地下水系统共划分为四个亚系统和九个子系统。此外,地下水系统特征主要从四个角度进行阐述:含水层系统特征;系统边界特征;水循环系统特征;水化学系统特征。