基于有限体积HWENO格式的二维溃坝流模拟

应用有限体积HWENO(Hermite Weighted Essentially Non-Oscillatory)格式、TVD(Total Variation Dimin-ishing)型Runge-Kutta法,建立了溃坝流模型,模拟了二维局部溃坝流和圆型溃坝流.HWENO格式的重构思想源于WENO重构,区别在于前者在其运算过程中同时涉及函数值及其一阶导数值.其优点是:在收敛阶相同的情况下,HWENO重构需要较少的点,因而HWENO重构较WENO重构更紧凑.二维局部溃坝流的计算结果显示波前间断波在靠近决口一侧的岸边形成雍水,决口两端形成2个非对称的漩涡,部分水位等高线尾部呈锯齿状,而这些结果恰恰与决口位置及决口两侧不对称、堤坝瞬间溃决产生的溃坝波向后推进产生的实际物理现象相吻合,并与已报道结果相一致.圆型溃坝的计算结果显示水位和流场均保持较好的对称性.以上结果表明本文模型适合处理类似溃坝流的浅水间断流运动.     

基于五阶WENO有限差分法的运动界面追踪

针对处理运动界面问题的流体体积函数(VOF)法,给出了一种高分辨率的运动界面捕捉方法.该方法采用五阶高精度和高分辨率的加权本质无振荡(WENO)有限差分格式离散VOF函数的空间导数;采用四阶 Runge-Kutta方法离散时间导数;采用Local Lax-Friedrich通量作为数值流通量.用该方法对旋转流场和剪切流场中的运动界面追踪,结果表明该方法有较好的适用性和精确性.     

基于有限体积HWENO格式的一维溃坝流模拟

基于浅水波方程组建立一维溃坝流模型,并给出数值模拟结果.其中,空间离散采用HWENO(Hermit Weighted Es-sentially Non-Oscillatory)格式,时间离散采用四步TVD(Total Variation Diminish-ing)Runge-Kutta方法,模拟堤坝渍决时洪水演进过程.模拟结果表明:较采用WENO格式所得数值解更精确;同时,相比WENO格式的相应算法,该算法解决一维渍坝流问题能更有效地减弱振荡,对间断具有更高的分辨率.     

三角形网格上VOF运动界面重构的流体体积分数保持法

针对处理无结构三角形网格上运动界面问题的流体体积函数(VOF)法提出一种新的界面重构算法--流体体积分数保持法. 该方法在单个三角形网格内用斜线段近似运动界面,并要求相邻网格内的斜线段在公共边上的交点重合,通过保持网格内的流体体积分数不变,根据界面网格类型在边界网格上建立非线性方程组,最后通过求解该非线性方程组确定运动界面边界线与网格线的交点位置,最终重构出运动界面的形状.算例模拟的结果表明, 该方法能够比较精确的构造出流体界面,证实了新方法的有效性和可行性.     

基于人工神经网络的洪水水位预报模型

本文利用人工神经网络技术，以确定性系数为目标函数，建立以上游和本站水位资料预报本站未来若干时段洪水水位的预报模型，以探讨神经网络技术在水文预报中的应用。研究成果为提高网络训练速度和预报可能产生的超历史洪水情况，给出了输入/输出层的数据规范化的处理方法。选择珠江三角洲河网地区水位站资料，对预报模型进行检验，结果表明在合理选择输入层单元数据和预见期的条件下，可以取得很好的预报成果。     

PCC桩复合地基桩土应力比的计算及影响因素分析

PCC桩是一种适合软土地区加固的刚性桩,以大面积PCC桩复合地基中的一个桩- 土-垫层单元为研究对象,考虑桩-土-垫层的共同作用,提出了PCC桩复合地基桩土应力比的一种计算方法。该方法假定桩土界面的摩阻力与桩土相对位移为理想弹塑性关系、同一水平面上桩间土与桩芯土沉降相同、桩端土符合Winkler地基模型,考虑桩-土-垫层的协同作用机理,推导出了PCC桩复合地基桩土应力比和沉降的计算公式,并根据推导出的公式对桩土应力比的影响因素进行了分析,为PCC桩复合地基优化设计提供参考和依据。     

自适应遗传算法

在遗传算法中约束条件贯穿于遗传运算的始终,这样必定影响运算效率。因为随着进化过程的进行,适应度较低的一些个体逐渐被淘汰,而适应度较高的个体越来越多,且都集中在最优点附近。基于遗传算法这种优胜劣汰的进化思想,该文提出一种改进的遗传算法——自适应遗传算法。其主要思想是在群体进化若干代后,将弱解空间删除,在以后的进化进程中以同样的群体大小只在强解空间进行群体的繁殖,则可加大强解空间的个体密度,提高解的精度,这样有助于性能优良的个体的产生,并且有可能缩短群体进化过程。将这种自适应遗传算法用于复杂函数的优化,算例结果表明该方法是有效和可靠的。