水文泥沙数据场可视化关键技术研究

在分析水文泥沙数据场特点的基础上,对基于数字地球球体模型实现水文泥沙数据场可视化表达的方法和关键技术进行了研究。提出了一种改进的反距离加权算法,实现了在散点数据空间内内插或外推无数据区域的数据分布情况,并将其演变为二维数据场。工程应用表明,基于数字地球球体模型的水文泥沙数据场可视化方法,能很好地表现流域范围内水沙运动特点。     

基于ArcSWAT2009的锦江流域径流模拟分析

基于ArcGis10.0建立了锦江流域数据库,将ArcSWAT2009模型应用于锦江流域的径流模拟。采用LH-OAT灵敏度分析方法进行参数灵敏度分析,得出模型灵敏参数序列,并利用4个水文站(危坊、宜丰、上高、高安)2001~2008年径流观测数据对SWAT模型进行参数率定。模型适用性评价结果表明:校准期和验证期年均值相对误差(Re)小于20%,月相关系数(R2)和月效率系数(NSE)均大于0.7,拟合精度较高,SWAT模型适宜锦江流域的径流模拟。     

用引入时间参量的DGM(1,1)模型预测大坝沉降

针对传统灰色模型的预测稳定性缺陷,以及实际水利工程中监测数据采集不等时距的特点,提出了引入时间参量的离散灰色预测模型DGM(1,1)的建模方法。该方法在原离散模型的基础上,引入时间累积量修正模型参数,以此反映出数据的不等时距性以及时效性。通过对糯扎渡大坝心墙沉降观测数据的建模分析,将分析结果与另一模型的拟合和预测结果进行比较,证明新模型具有较高的预测精度。     

基于AutoCAD平台的有限元后处理系统开发

有限元后处理是开展有限元分析的重要步骤,同时也是衡量一个有限元软件是否成功的重要因素。基于AutoCAD平台的DXF格式,对有限元后处理程序开发中的关键技术问题展开了研究,构建了基于AutoCAD平台的有限元后处理系统,并且结合面板堆石坝给出了应用实例。研究表明,基于AutoCAD平台的有限元后处理系统能直接与计算程序相连接,生成的DXF格式后处理文件可直接在AutoCAD平台下编辑,不需要额外编写程序代码来执行图形处理操作,可满足使用者个性化的显示要求,可为有限元计算分析提供便捷高效的后处理平台。     

基于多源数据的半监督分层土地利用分类

随着遥感技术的发展,遥感数据的光谱、空间分辨率得到很大程度的提高,但是对于仅依靠单一数据源的土地利用分类仍然存在很多问题。提出了一种融合LiDAR数据和高分辨率航空影像的土地利用半监督分层分类方法,即首先仅对LiDAR数据进行粗分类;其次根据LiDAR分类结果辅助选择训练样本并获取高程掩膜,采用最大似然法对航空影像进行中分类;在细分类层次中利用LiDAR数据建立判别规则,对LiDAR粗分类结果与影像中分类结果进行基于知识的交叉验证,以进一步提高分类精度。通过两个不同区域的数据验证了半监督分层分类方法的可行性。     

焊接残余应力对桅杆节点板风致疲劳损伤的影响

为了定量评定残余应力对疲劳损伤的影响,运用ANSYS有限元软件进行了焊接温度场和焊接应力场的模拟,并通过改变加载顺序、预热等方法得到了不同消残比例的焊接残余应力,用基于临界面法进行了考虑不同消残比例的拉耳子结构风致疲劳累积损伤分析。结果发现在同一消除焊接残余应力的比例下,疲劳损伤以180°风向角呈对称变化,在90°风向角时,疲劳累积损伤最小,在0°风向角时,疲劳累积损伤值最大;随着焊接残余应力消除比例的增大,所对应的疲劳累积损伤越小。研究表明,在基于临界面法的桅杆拉耳子结构焊接节点的疲劳累积损伤计算中,引进平均应力这一参数可以很好地定量评估不同消残比例、不同风向、不同风速等级下的损伤程度。     

冰期明渠非恒定流阻力分析及圣维南方程优化

南水北调中线输水线路自南向北由温暖带进入半寒冷地区,受气温变化影响,将有不同程度的冰情出现,对渠道运行安全和输水效率造成不利影响。以描述一维明渠非恒定流的圣维南方程为基础,对输水线路的冰封段和冰盖段水流阻力进行了分析,进而得到针对冰期水力条件的修正圣维南方程,为冰期渠道水力学数值模拟提供了理论基础。     

新型高效风力提水装置风洞实验

为了解决传统风力提水机存在的多叶片大实度、风能利用系数低下、生产成本高等问题,对所设计的具有低实度、高气动性能的新型高效风力提水装置进行实验研究。推导了适用于风力机的相似理论,建立新型风力提水装置的物理模型,在河海大学风洞实验室中进行吹风实验,测量了额定工况下风轮的风能利用系数以及不同工况下装置的流量,并绘制流量特性曲线。实验结果表明,装置在2.8m/s微风下能够起动,在额定工况下风能利用系数可达0.43以上,达到设计要求,在设计扬程下风力机与水泵匹配性能最好,效率达到最大。     

三峡库区干支流水体交换特征初步研究——以朱衣河为例

通过对三峡库区中部典型支流朱衣河与干流界面水动力参数、河口流场强度与特征的分析,计算了干支流水体交换通量,进而探讨水库运行各个时期干支流水体交换情况及其对库区水环境的影响。结果表明,朱衣河河口水体具有双向流动特性,水库运行各个时期干支流交界面进出水体分布不同,流速差异显著;不同季节与水库运行期河口流场相应表现出上下分层、左右分布,以及进出流量差异显著等特征;尽管朱衣河河口净流量较小（全年大部分时期小于100 m3/s）,然而双向水流结构的存在致使水体有效交换量相对显著（约为净流量的5～10倍）。根据朱衣河实测数据及相关资料,初步推算了库区干流水体参与干支流水体交换的比例,得出全年平均交换率为204 %,1月份最高,达343 %。     

基于分形理论的汉江中下游流域径流特性分析

为了从整体上全面、科学地描述汉江中下游流域径流特性,根据中下游主要干、支流水文站的年、月径流数据,通过 ArcGIS 工作平台计算分析了各站年、 月径流分维数,并基于分形理论研究了径流过程线的形态特征。结果表明：月径流过程线可看作是一种分形,其变化的复杂程度可用分维数表征,径流调节能力较强的大流域分维数小于小流域。由于水库调蓄作用,丹江口水库建成后分维数小于建库前。相距较近的流域所处 气候、下垫面条件相同,其分维一致性较好。