基于DEM的渭河大流域特征分块提取方法

受流域面积、DEM数据尺度、数据量和计算机性能的影响,无法直接整块提取大流域特征。对此,以渭河流域为研究区,基于DEM数据,依据坡面流模拟方法,使用ArcGIS软件中的水文分析工具,分块提取流域特征,再对提取的信息进行合并,衔接断裂河流和破碎的集水区,并通过拓扑处理,生成完整的流域数据。对比发现,提取的河网与实际河网较吻合,提取的流域面积精度较高,从而验证了该提取方法的可行性。     

DEM和土地利用分辨率对SWAT水沙模拟效果的影响——以泾河流域为例

DEM和土地利用的数据精度影响水文模型的模拟效果。以泾河流域为对象,选取毛家河、杨家坪和张家山3个水文站作为控制站,分别利用9组不同分辨率的DEM和土地利用数据(分辨率范围均为30～3 000 m)构建了100个SWAT模型,探究输入数据精度对水沙模拟效果的影响,并采用TOPSIS理论方法对模型进行综合评价。研究表明：DEM分辨率会影响流域的边界和河网提取,且流域特征信息会随分辨率的降低而发生丢失;当DEM分辨率低于1 000 m时,需使用SWAT中的Burn in工具,才能完成流域边界与河网的准确提取;HRU的数量随DEM分辨率的下降而减少,而土地利用分辨率对HRU数量的影响不显著;当分辨率变化较大时,DEM对参数敏感性造成的影响要大于土地利用;在构建的毛家河、杨家坪和张家山3个站点的模型中,DEM和土地利用分辨率的最优组合分别为750和300 m、30和90 m以及150和3 000 m。该研究可为流域水沙模型构建与模拟精度提升提供方法与技术参考。     

离散元（DEM）仿真技术在料仓散料流的研究进展

散料是介于流体与固体之间的介质,不同物料表现出的性质不同,其运动机理非常复杂。利用离散元仿真技术可以对散料流颗粒运动的微观机理进行分析和了解。文章就离散元技术的发展过程及原理进行阐述。仿真模拟的准确性其根本是在于力学模型建立的准确性,介绍目前离散元法常用的几种力学模型以及利用DEM仿真技术对料仓中散料流运动机理研究的进展,包括其流动形式,速度和接触力的分布,以及散料物性参数的影响。这些研究对实际工程,例如火电行业的煤仓、灰渣仓及石灰石仓等料仓的应用有着重要的指导意义。     

模拟水压致裂的二维FDEM-flow方法

 水压致裂在非常规天然气开采中被广为采用,对该问题的研究具有重要意义。基于FEM/DEM耦合分析方法,提出解决FEM/DEM方法中流–固耦合问题的理论框架,称之为FDEM-flow方法,并结合贯通节理裂隙网络形成的递归搜索算法,为在二维情形下考虑流–固耦合驱动下的岩体破裂问题提供完整的解决方案,并给出实现流–固耦合的整个计算流程。通过2个含有解析解的裂隙渗流算例,验证本文提出方法求解纯裂隙渗流问题的正确性。最后,通过一个流体驱动下的岩体破裂算例,展现提出的方法在模拟流–固耦合驱动下的岩体破裂问题的巨大潜力,为模拟页岩气开采中的水压致裂问题提供了新途径。     

基于DEM的金属颗粒间接触力的影响因素

在金属粉末高速冲击压制中,颗粒间的高速碰撞是一个重要因素,研究其相互间的碰撞接触力传递过程是个难点。研究采用基于离散单元法(DEM)的PFC2D颗粒流程序,从微观层面着手,建立三颗粒碰撞模型,探讨碰撞过程中摩擦因素、碰撞速度、剪切模量对接触力传递的影响规律。研究发现,颗粒在碰撞过程中会发生转动,在碰撞的起始及收尾阶段,颗粒处于滑动摩擦状态,而中间阶段则因处于静摩擦状态,颗粒发生了转动。数值模拟结果表明:模壁摩擦系数几乎不影响颗粒的接触力及碰撞时间,而颗粒间的摩擦系数会同时影响法向及切向接触力的大小;碰撞速度越大,颗粒间法向重叠量就越大,相应的接触力峰值也越大;剪切模量的不同也会影响到颗粒间接触力的传递情况。这些结果可对金属粉末高速压制致密化机理的微观研究提供一定的指导作用。     

砂埋管道上浮地基破坏机理的离散元模拟

本文采用离散单元法(DEM)建立的砂土中管道上浮模型来研究管道上浮时地基的破坏机理。首先考察不同密实度砂土在不同围压下的宏观力学特性,然后通过土体局部变形和颗粒位移场等微观变量分析不同密实度和不同埋深比对管道上浮地基破坏模式和上浮抗力的影响。结果表明:伴随土体变形,上覆土体的渐进破坏主要分布在上覆土体区域和管道周围;松砂中,与应力-应变关系类似,上浮抗力随着上浮位移的增长呈硬化性增长,管道周围土体回填进管道下部形成的空隙中,呈现局部流动破坏模式;密砂中,上浮抗力随着上浮位移的增加先上升后下降,规律与应变软化一致,管道上方先剪切形成倒梯形的上覆土楔,然后管道周围土体回填下部空隙形成流动,呈现先整体剪切破坏后局部流动的破坏模式;随着埋深的增加,上浮抗力增加,密砂中以先整体剪切破坏为主,同时局部流动破坏有明显的趋势。     

无人机在露天矿地质环境调查中的应用

矿山地质环境治理前须做好矿区地质环境调查工作.针对露天矿地质环境调查中地形、地质灾害调查存在的精度不足等问题,讨论无人机技术在地质环境调查时的应用.以山东东平县某露天采石场为研究区,通过使用无人机结合SfM算法快速获取研究区DEM及DOM,实现矿山1∶500大比例尺地形和地质灾害点调绘.研究表明,无人机航测技术具有成本...     

基于空间干涉遥测的大型可展收支撑结构研究

空间干涉遥测从不同方位对地面同一目标进行多次成像,经干涉处理可获得地面目标的数字高程(DEM).针对干涉遥测成像对基线长度和刚度的需求,进行了大型空间可展收支撑结构的方案研究,并分析了该系统的构成和工作原理.     

沙漠区高信噪比地震采集方法

 沙丘厚度直接影响干扰波的发育程度,是导致大沙漠区地震资料信噪比低的主要原因。本文以塔克拉玛干沙漠为例,从减少和压制沙丘引起的干扰的角度出发,提出了利用DEM数据与表层数据库结合进行选线、联合应用宽线与检波器大组合、基于沙丘性质逐点设计检波器组合高差、兼顾地表虚反射影响设计检波器埋深等旨在提高地震资料信噪比的采集方法。这些方法在塔东及古城地区应用后,地震资料品质得到明显改善。     

Applicability of discrete element method with spherical and clumped particles for constitutive study of granular materials

Discrete element method(DEM)has been intensively used to study the constitutive behaviour of granular materials.However,to what extent a real granular material can be reproduced by virtual DEM simulations remains unclear.This study attempts to answer this question by comparing DEM simulations with typical features of experimental granular materials.Three groups of models with spherical and clumped particles are investigated from four perspectives:(i)deviatoric stress and volumetric behaviour;(ii)critical state behaviour;(iii)stress-dilatancy relationship;and(iv)the evolution of principal stress ratio against axial strain.The results demonstrate that DEM with spherical or clumped particles is capable of qualitatively describing macroscopic deviatoric stress responses,volumetric behaviour,and critical state behaviour observed in experiments for granular materials.On the other hand,some qualitative deviations between experiments and the investigated DEM simulations are also observed,in terms of the stress-dilatancy behaviour and principal stress ratio against axial strain,which are proven to be critical for constitutive modelling.The results demonstrate that DEM with spherical or clumped particles may not necessarily fully capture experimental features of granular materials even from a qualitative perspective.It is thus encouraged to thoroughly validate DEM with experiments when developing constitutive models based on DEM observations.