高水头作用下饱和边坡破坏物质点法模拟研究

水是影响边坡稳定的重要因素之一,对于大变形的边坡破坏问题,难以使用有限元等网格方法进行分析,物质点法由于不受网格畸变影响,在模拟岩土大变形问题上有巨大的优势。为了探究高水头作用下,饱和边坡的破坏机理及其破坏行为,使用完全耦合的半隐式物质点算法来模拟饱和滑坡问题。通过一维自重固结模拟来验证物质点算法的正确性,模拟了二维饱和摩尔—库仑土块在高水压作用下其破坏过程,证明物质点算法能够准确捕捉水压及应力的发展过程。模拟了高水头作用下饱和边坡的破坏问题,结果表明,在7 m额外水头作用下,边坡发生整体破坏,由于上下土层的不连续性,破坏主要发生在上层土中,坡脚位移几乎为水平,最大位移约为5 m,坡面的最终位移与实验结果吻合。物质点算法能够较为准确地预测高水头作用下坡体的破坏行为。     

微弯河道河床及河岸压强分布特性研究

为揭示微弯河岸形态下河床及河岸沿线压强的分布规律,利用FLUENT模拟研究了顺直河道衔接正弦形河道的模型在不同河道水流流速条件下河床界面与河岸沿线压强的分布特性。结果表明,河床界面的沿线压强受曲边形态的影响呈一定的波动特性,且这种波动特性会随流速增大而增强;河岸不同分层的沿线压强呈相似的波动特性,具体表现为河道凸岸段为水力低压区,凹岸段为水力高压区,且上层波动性更强;当河道水流流速增大时,河岸沿线总压强的波动振幅也随之增大。     

基于突变级数的不同规模城市再生水评估模型及其应用

为评估不同规模城市非常规水资源中再生水利用的可行性,考虑到再生水综合发展能力中的压力指标、条件指标、影响指标等16项因素的作用,构建了基于突变级数法的不同规模城市再生水评估模型。将该模型应用于N、H、S、Y 4座城市中,具体评估了4座城市中再生水利用的先后顺序,发现N、Y、H、S市再生水综合发展能力等级依次为Ⅳ、Ⅱ、Ⅱ、Ⅰ级,表明N市急需利用再生水,Y、H市次之,S市不需再生水。实例应用表明,该模型评价结果与实际情况相符,评价结果合理、可行。     

浦东新区内河防洪警戒水位核定

随着浦东新区社会和经济的迅速发展、水利建设和防汛设施不断完善,全区江河水情及工情都发生了变化,现行内河防洪警戒水位标准已不能满足需要,因此需重新检验和制订相适应的警戒水位。为对城市防洪中暴雨引起的河道水位雍高进行预警,结合浦东河道水系,将全区划分成3个区域;将现有水位遥测站与区域空间分布相结合,选取各区域代表水位站;对各代表水位站的特征水位值做经验频率计算,得到常遇洪水位;根据各代表站的常遇洪水位,结合所在区域的水面积、河道防洪能力及社会经济条件等,综合核定得到各区域的警戒水位。新的警戒水位可满足需求,在汛期中有效地减少警戒水位超限次数。     

基于Elman神经网络的锦屏一级水电站年平均径流量集合预报研究

为预报锦屏一级水电站年平均径流量,根据其1960~1999年逐年年平均径流量与上年(1959~1998年)逐月74项大气环流指数的相关关系,选出相关性高且与年平均径流有物理联系的大气环流指数作为预报因子;利用多个Elman神经网络建立年平均径流量的集合预报模型,并采用锦屏一级水电站1960~1999年的逐年年平均径流量和筛选的预报因子数据对模型参数进行率定,2000~2011年的逐年年平均径流量对模型预报效果进行检验。结果表明,基于Elman神经网络的单一模型的范化能力较好,多模型的集合预报精度比单一模型的预报精度有进一步提高,可为锦屏一级水电站水资源调度提供参考。     

基于致动线模型的风力机尾流场数值研究

针对致动盘模型存在的不足,使用非定常计算,提出了致动线方法,在致动盘模型的基础上改进了体积力的分布方式,利用体积力代替风力机叶片,结合不可压缩N-S方程,采用均匀分布和高斯分布两种不同体积分布方式,在FLUENT中对Nibe A型风机尾流进行模拟计算,研究了尾流区域的速度变化与湍流强度等,并将计算结果与试验数据进行比较。结果表明,体积力的分布方式对致动线方法的计算结果有一定影响,尤其是远尾流区域差异明显,高斯分布下的模拟结果更加接近试验数据,优于均匀分布;致动线方法用于风力机尾流场的计算基本能满足工程需要,但在远尾流场的模拟计算上精度还不够,需结合实际对模型作进一步改进。     

近58年大汶河流域降水量演变特征分析

为进一步系统识别气候变化背景下大汶河流域降水量演变特征,基于大汶河流域32个雨量站1956~2013年逐日降水资料,分析了大汶河流域降水量年内分配与年际变化特征及趋势性、随机性、突变性、周期性的变化规律。结果表明,大汶河流域降水量年内分配不均,连续最大四个月均出现在6~9月,所占比例超过70%;年际变化较大,各分区多年平均降水量极值比分布在3.71~5.26之间;降水量呈现不显著下降趋势;降水序列并非完全独立,表现为正持续性;降水量在1964年发生不显著突变,降水量变化周期以14年为主。     

新江海河河网地区水量水质联合调度模拟及引水方案

为分析南通市通州区新江海河地区不同引水方案下的水质改善效果,采用一维圣维南方程组和对流扩散方程,以水量模型和水质模型间流量、水位资料的信息传输廊道为媒介,构建水量水质耦合模型,通过控制南通闸引水量,模拟分析了不同引水方案对新江海河各断面CODcr和氨氮浓度变化的影响。结果表明,由于新江海河水动力条件不足,污染物本底浓度较高,导致工程引水对其水质改善效果有限,针对其水质污染特点,提出了加强控制污染物入河量的建议,为当地水利工程调度工作和改善新江海河水体水质提供了依据。     

叶轮与导叶轴向间隙对自平衡多级离心泵的影响

为了研究叶轮与导叶轴向间隙的变化对自平衡多级离心泵的影响,提高泵的性能和可靠性,基于CFX软件,采用标准κ-ε湍流模型和高精度算法,通过改变叶轮和导叶轴向间隙,对一典型的自平衡两级离心泵进行全流场数值模拟,研究了叶轮和导叶轴向间隙对泵外特性及轴向力的影响。结果表明,设计工况下,随着叶轮和导叶轴向间隙的增大,扬程和效率逐渐减小;随着叶轮相对导叶左移轴向间隙的增大,总的轴向力逐渐增大,方向指向首级叶轮进口,随着叶轮相对导叶右移轴向间隙的增大,总的轴向力在某一间隙时为0,然后反向增大,方向指向次级叶轮进口。     

一种基于信息扩散理论的降雨空间插值方法

根据有限的雨量站观测资料进行空间插值是获取精确降雨空间分布信息的有效手段,基于信息扩散理论,建立了一种降雨量空间插值方法,并分别采用窗宽经验公式法、最优窗宽迭代法和粒子群优化3种算法对信息扩散函数中窗宽这一关键参数进行估计。以浙江省临安市雨量站月降雨量的插值计算为例,将3种算法应用于月降雨量资料的插值计算中,并将其插值效果与普通克里金方法进行比较。结果表明,使用粒子群优化算法估计窗宽参数的信息扩散函数插值方法显著优于其他方法,经验公式估计窗宽参数的信息扩散函数插值方法与普通克里金方法插值效果相当,使用最优窗宽迭代估计窗宽参数的信息扩散函数插值效果最差。