A Multiple Nested Lattice Boltzmann Method and Its Application

Introduction In recent years,the lattice Boltzmann method(LBM)has developed into an alternative andpromising numerical scheme for simulating hydro-dynamic and aerodynamic flow[1].The success ofthe LBM can be partly attributed to the particle-based approach which is directly inherited from itspredecessor,the lattice gas automata(LGA)[1,2],unlike LGA,the LBM simulates a flow system bytracking the evolution of particle distributions in-stead of tracking single particles.For this reason,it o…     

微尺度下气体在过渡区内流动的格子Boltzmann模拟

为研究微尺度下气体在过渡区内的流动特性,基于气体动理学及Knudsen层效应理论,推导了Knudsen数与无量纲松弛时间的关系;应用Succi的边界处理方法和广义二阶滑移边界条件,推导了壁面滑移速度和反弹比例系数的计算公式,建立了适用于过渡区微尺度气体流动的格子Boltzmann模型,并应用该模型对过渡区内微尺度Poiseuille流动进行模拟.结果表明,当稀薄参数取1.64时,计算得到的无量纲速度剖面在整个过渡区与Karniadakis给出的无量纲速度剖面吻合较好,无量纲速度分布在过渡区基本上保持为抛物线形状,边界上的无量纲滑移速度随着Knudsen数的增加而增大,中心线上的无量纲速度随着Knudsen数的增加而减小.      

CIMA系统的一种参数LB模型

提出了CIMA系统的一种参数格子波尔兹曼模型,可从参数模型上导回了CIMA系统方程.在模型中,松弛因子可根据引入的参数确定,增加了计算的灵活性.对于CIMA系统的多种斑图,本文选用不同参数进行了数值模拟,给出了斑图图像.     

一类特殊的9-bit格子Boltzmann模型

基于传统流体力学的斯托克斯假设，对可压缩流体的Navier-Stokes方程的特点进行了分析．在此基础上，建立了既符合斯托克斯假设，又能模拟可压缩流体的9-bit格子Boltzmanrt模型，并运用格子Boltzmmm模型的相关理论确定了模型参数．最后，通过对尾流现象的模拟，验证了模型的可行性．     

混合车流三大参数关系的计算机仿真

以我国混合车流作为高等级公路交通流的基本构成，分析混合车流的交通特性，采用实地采集数据和计算机模拟仿真相结合的手段，得到了不经换算的混合车流条件下不同交通总量和不同车型比例速度，密度和流量三大参数的偌模图。     

通道OD矩阵推算算法的应用研究

交通规划中很重要的一环就是交通流调查。通过分析通道OD和断面流量的关系提出一种可通过断面流量推算OD矩阵的理论方法。并描述了将双向交通流分解为单向交通流进行推算的过程,给出了通道OD递推公式和相应条件。应用该算法可以利用断面流量推算OD矩阵。     

Finite Element Analysis for Multi-pass Equal Channel Angular Pressing

Equal channel angular pressing (ECAP) is an attractive process method to produce bulk ultra-fine grained materials. There are many experiment evidences showing that the nature of the microstructural evolution in multi-pass ECAP depends on process routes. Isothermal three dimensional FEM simulations for multi-pass ECAP were performed using DEFORM3D finite element code. The material model of 6061Al-T6 was employed. Flow nets, effective strain distribution in the workpiece and loads during multi-pass ECAP using different routes were analysed respectively. The simulations show process routes influence material flow and effective strain distribution in the workpiece obviously but have few influence on loads.     

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基于智能交通诱导信息考虑前方多辆车,司机又通过后视镜考虑后方车辆,提出一种改进的耦合映射跟驰模型,用于描述单车道的交通流的动力学特性及其拥堵控制。利用离散延迟反馈控制动力学模式,通过调整模型中控制参数给出了抑制交通拥堵的策略。利用反馈控制理论,导出了在头车速度发生变化时,交通流保持稳定性的条件。分析结果表明,考虑前后方更多车辆的信息对交通流有致稳作用,亦即稳定性条件明显减弱。数值模拟证实了理论分析的正确性,通过与前人相关工作的比较得知,考虑前后方车辆的信息能够更有效地抑制交通拥堵。     

Numerical simulation of viscous flow over a grooved surface by the lattice Boltzmann method

The motivation of this work is to investigate a grooved surface’s drag reduction. The viscous flow through a two-dimensional microchannel with the grooved surface is analyzed by the lattice Boltzmann method (LBM). The effects of the grooved surface on the streamline patterns, the velocity distributions near wall region and the fluid shear stress distributions on the walls at different Reynolds numbers are studied. In addition, the influences of the groove’s geometrical parameters on the grooved surface’s drag reduction are discussed. The numerical results confirm the grooved surface’s drag reduction and present the drag reduction law of the grooved surface.     

站点设置形式对公交专用道通行能力的影响分析

通过分析现有公交专用道通行能力的计算方法,发现在计算公交专用道通行能力时没有考虑站点设置形式对其造成的影响。将国内常见的公交专用道站点设置形式分为4类,针对其中3类主要的设置形式进行交通流影响分析,提出了考虑站点设置形式的公交专用道通行能力计算模型。最后利用仿真软件对站点处公交专用道通行能力进行实验,仿真数据证明了计算方法的有效性。     

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元胞自动机是研究交通仿真的强有力工具。但以往的元胞自动机模型都对交通的局部规则进行大量简化,这种简化用于描述路段的车流规律是可行的,却很难真实反映交叉口复杂的车流运行状态。鉴于此,本文提出新的无信号交叉口二维元胞自动机模型。该模型的特点在于:(1)细化了元胞自动机交叉口模型;(2)引进了驾驶员在交叉口的微观行为模型,如车辆饱和流,跟车模型,穿越冲突交通流临界间隙理论等。这使得模型能充分考虑交叉口中各方向车流的冲突影响,更加真实地反映交叉口的车流规律。在此基础上,本文建立了一个单交叉口的仿真平台,经检验该平台是合理有效的。     

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针对中国城市交通以机动车、非机动车和行人所组成的混合交通流为主的现状,用连续微观仿真模型进行仿真将能够更加真实地描述交叉口机非混合流系统的复杂性. 本文对一种基于交叉口冲突点检测方法的新型连续微观仿真模型进行了简单介绍,并针对该模型提出了详细的计算机仿真实现方法. 之后,针对典型的机非混合交叉口给出了详细的仿真算例,并与实际观测值进行了比较分析. 结果表明,仿真数据对于观测数据具有很好的拟合度,从而表明该仿真模型能够较好地反映机非混合交叉口系统的真实复杂特性.     

基于混合车流的公路无控交叉口行车延误模型

为了预测公路无信号控制交叉口次要车流的平均延误时间,建立了由多种车型构成的混合交通流的行车延误模型．在对无信号控制交叉口车辆延误的形成过程进行系统分析的基础上,以可接受间隙理论为基础,采用概率分析方法,对由多种车型组成的混合车流特性进行了分析,在无控交叉口主路车流车头时距服从二阶Erlang分布条件下,建立了支路多车型混合车流的行车延误模型．通过与实际观测的支路行车延误对比分析,模型计算结果与观测的延误值接近,表明该模型较为符合公路无信号控制交叉口的实际情况．     

一种混合评价模型在综合客运枢纽客流组织服务水平评价中的应用

提出将模糊综合评判法与决策中的模糊层次分析法和熵技术结合,建立混合熵权模糊综合评价决策模型,用于城市综合客运枢纽的客流服务水平的评价。此模型兼顾主观偏好和客观实际,结果表明该模型具有合理性与有效性。     

横向风作用下高速铁路车桥系统绕流特性分析

基于不可压缩二维雷诺平均N-S方程，采用RING（renormalization group）k-ε两方程湍流模型，对德国ICE（intercity-express）列车和标准简支梁组成的车桥系统在横向风作用下的二维绕流特性进行了分析．计算网格为由三角形非结构网格和四边形结构网格组成的混合网格，采用有限体积法对微分方程进行离散，应用SIMPLE算法解决压强-速度耦合关系．根据高速铁路桥梁带挡风墙的特点，引入空腔流动研究成果对车桥系统的绕流特性进行了理论分析．结果表明，高速铁路桥梁挡风墙的挡风机理在于充分运用了空腔流的旋涡特性．     

Study of steady and unsteady wet steam condensing flows in a turbine stage

Objective To develop the numerical method for the steady and unsteady wet steam condensing flow in turbine stage. Methods An Eulerian/Eulerian numerical model is used to describe the spontaneous condensation flow in the steam turbine. For the steady condensing flow computations, the mixing plane model was used. For the unsteady condensing flow computations, the sliding mesh method was used to simulate the rotor-stator interactions. Results The numerical results showed the obvious differences between non-condensing and condensing flows. The results also showed the unsteadiness effect due to rotor-stator interactions had a deep influence on the formation and growth process of water droplets. Conclusion The numerical methods presented in this paper are valid for the condensing flow in the turbine stage.     

改进支持向量回归机的短时交通流预测

短时交通流预测是实施智能交通控制的基础和保障.针对目前短时交通流预测方法拟合交通数据的能力偏弱，以及过分依赖历史数据的不足，提出一种基于深度学习回归机的短时交通流预测方法.首先构建深度学习回归机算法模型，包括受限玻尔兹曼机的显层节点输入端，受限玻尔兹曼机的若干中间层，以及径向基支持向量回归机输出端.通过实验将深度学习回归机预测方法与其他典型的短时交通流预测算法进行比较，结果表明，在相同的数据和计算平台下，本文提出的深度学习回归机预测方法精度更高，且预测实时性也能满足实际的需求.     

改进支持向量回归机的短时交通流预测

短时交通流预测是实施智能交通控制的基础和保障.针对目前短时交通流预测方法拟合交通数据的能力偏弱,以及过分依赖历史数据的不足,提出一种基于深度学习回归机的短时交通流预测方法.首先构建深度学习回归机算法模型,包括受限玻尔兹曼机的显层节点输入端,受限玻尔兹曼机的若干中间层,以及径向基支持向量回归机输出端.通过实验将深度学习回归机预测方法与其他典型的短时交通流预测算法进行比较,结果表明,在相同的数据和计算平台下,本文提出的深度学习回归机预测方法精度更高,且预测实时性也能满足实际的需求.     

基于模糊预测的高速铁路客流OD 表的推算方法

科学预测客流的变化趋势与波动及获取路网客流OD 表是制定旅客列车开行 方案的依据.结合高速铁路客运的运营实际,利用客流变化相对稳定特征,本文提出了客 流OD 表的反推方法和计算流程,该方法的计算工作量相对叠加法节省了（n2-2n）.考虑 实际客流日波动特征,依据模糊预测原理,建立了车站客运指标的时间序列模糊预测方 程和预测方法,该方法可获取预测期客运指标的变化区间.以南方一高速铁路线为背景, 对车站发送人数进行了预测,预测值与实际数据相比误差在1%以内.在车站发送人数预 测的基础上,给出了线路客流OD 表的反推演算.     

铁路网配流优化模型

在分析已有配流模型的基础上,考虑车流改编作业,对已有模型进行了修正,以正确选择车流径路.设置3组0-1变量,建立了适合我国铁路运营实际的铁路网配流模型,目标函数为车流在技术站和线路上的总费用最小.模型考虑了OD流无法完全分配的情形,克服了已有模型未考虑车流改编作业导致车流径路选择不准确的缺陷,从而获得更贴近实际的配流结果及车流改编方案.