基于非MUSCL型WENO格式的溃坝波数值模拟

采用5阶精度的非MUSCL型WENO格式对界面变量进行数值重构,形成了高精度的数值离散格式,再对其捕捉溃坝波的能力进行分析.针对一维浅水方程,用线性平均对方程组进行局部线性化,引入特征变量进行解耦,对解耦方程中的通量经LF分裂后采用WENO重构,数值模拟溃坝洪水向下游的推进过程,得到沿程的水位和流速分布.通过和理论解的...     

90°弯管内流体流动数值模拟研究

为了探究弯曲管道内流体的流态,本文运用fluent软件对90度弯管内的流体进行了仿真,并对输出结果进行了深入分析。为管道的合理设计以及材料的选择提供科学合理的理论依据,有助于管道运输的安全运行,可以有效预防和减少管道的泄漏等安全问题的发生。     

基于一、二维水动力耦合模拟的三峡库区溢油预测模型研究

随着三峡库区通航条件的改善和船舶流量的不断增加,库区水上溢油风险形势日益严峻.文中以一维圣维南方程和二维EFDC模型为基础,实现了一维、二维水动力的耦合模拟,而后结合油粒子漂移扩散模型设计了一个适用于三峡库区水上溢油预测模型.在此基础上对175m水位的万州段长江干流的假想溢油事故进行了进行模拟,初步检验了溢油预测模型的效果.     

尾部隔板影响圆柱绕流场的二维层流数值模拟

为了探讨尾部隔板对圆柱绕流场的影响,采用有限体积法、非结构化网格和层流模型求解二维不可压缩N-S方程.在雷诺数为200的条件下,对背流面沿流动方向的对称线上,带薄板的圆柱绕流场进行了数值模拟,得到了流场速度云图、斯特劳哈尔数及平均阻力系数随隔板长度的变化情况.研究结果表明:在圆柱尾部加入的隔板能有效改善旋涡的脱落情况,削弱尾迹区的能量耗散,同时降低绕流的斯特劳哈尔数.在板长与圆柱直径比为L/D≥7的情况下,加入的隔板使圆柱尾部的旋涡被拉伸为扁平结构并限定在隔板两侧,在扁平对涡的外侧形成类似流线型的流场结构;尾部的隔板也使绕流的阻力系数呈现下降的趋势,当L/D=7时,平均阻力系数下降了约40%.      

高桩梁板码头上部结构波浪力作用二维数值模拟研究

本文通过 CIP 数值模拟， 得到了无梁大板结构与梁板结构所受波浪水平力和浮托力， 及梁板结构中各纵梁与面板的受力。 结果发现， 梁板结构所受的水平力和浮托力均远大于无梁大板结构， 且梁格内的封闭空气受潮面上升压缩并传递压力。     

涡干涉的流动显示与数值模拟

通过流动可视化方法并结合数值计算模拟了两个不同旋转方向涡的干涉及其发展过程.结果表明:在靠近装有涡产生器(VG)壁面的截面上的涡的强度较大,远离壁面的截面上的涡的强度较小;不同旋转方向的两个涡系相互干涉时合成涡系的强度有减弱趋势,离装涡产生器表面较近的纵向切面上合成涡系的强度减弱程度较小,在离装涡产生器表面较远的纵向切面上合成涡系的强度减弱程度较大,中心切面上合成涡系的强度减弱程度居中.     

多孔介质流动的直接数值模拟

基于计算流体动力学软件Fluent建立了一个二维DNS模型,研究了多孔介质中的流动阻力和压降.模拟时对填充的圆柱粒子采用了2种几何排列方式,即直排和叉排.DNS直排模型的压差为53.5Pa,接近于采用原始系数A=150,B=1.75的尔格方程计算结果55.6Pa.叉排模型的压差为65.1Pa,接近于采用修正系数A=180,B=1.80的尔格方程计算结果62.1Pa.对于真实多孔介质材料的模拟来说,圆柱形粒子叉排比直排更为准确.因此DNS结果确认了修正系数组(A=180,B=1.80)比原始系数组(A=150,B=1.75)更适合尔格方程模型.应用文中推荐的DNS方法,通过采用不同的粒子几何排列方式、填充不同形状的粒子可以进一步地预测尔格方程系数或改善其他的多孔介质模型.     

财神梁隧道台阶法开挖施工数值模拟研究

采用有限元数值分析方法,对财神梁隧道的Ⅳ级围岩段台阶法动态施工过程中围岩与支护衬砌结构的变形特征和受力状况等进行详细的数值模拟研究,研究结果可以指导施工实践。     

武汉阳逻水道三维流场数值模拟试验研究

采用曲线正交网格处理复杂边界问题,在环境流体动力学模型的基础上,建立了长江流域武汉阳逻水道段水流模型,对该区域拟建设的武汉阳逻港区在建设前后的水流流态进行数值模拟,并结合模拟的结果提出合理化的建议。     

A Method to Improve First Order Approximation of Smoothed Particle Hydrodynamics

Smoothed particle hydrodynamics (SPH) is a useful meshless method. The first and second ordersare the most popular derivatives of the field function in the mechanical governing equations. New methodswere proposed to improve accuracy of SPH approximation by the lemma proved. The lemma describes therelationship of functions and their SPH approximation. Finally, the error comparison of SPH method with orwithout our improvement was carried out.     

Characteristics of new-type energy absorber for vehicle collision

A new type energy absorber was introduced, which is composed of thousands of thin ring plates with different diameters. Because it can switch the impact to thousands of shearing actions among thin ring plates inside the absorber, the impact energy is decentralized and dissipated gradually, the impact acting time is extended and the peak of acceleration is reduced obviously. Numerical simulations by finite element method (FEM) coupled with smoothed particle hydrodynamics (SPH) method were preformed to predict the energy absorption characteristics. Energy absorption ability with different impact velocities was studied and the effects of thickness and material of ring plates were discussed. The sled crash test was carried out to validate the result of simulations. The new type absorber is effective for collision that impact velocity is lower than 40 km/h.     

三峡库区溢油快速预报模型在回水变动区的应用研究

三峡库区危险品码头数量和吞吐量逐年增加,危险品船舶流量逐渐增大,尤其是回水变动区,长年库区航段与自然航段交替出现,航道、水文、气候条件变化较大,水上交通安全风险隐患较多,发生溢油事故风险较高.文中通过基于环境流体动力学模型和溢油漂移扩散模型建立了三峡库区溢油快速预报模型,并利用该模型对几种假定情景下的三峡库区回水变动区典型水域长寿段内的溢油事故进行了模拟,并根据模拟结果提出了相应的控制策略.     

盖挖法临时路桥体系的设计方法研究

为了尽量降低地铁车站施工对既有地面交通的影响,盖挖法是经常采用的一种施工方法,其中构建一个稳定、可靠的临时路桥系统是盖挖法施工中的一个关键环节,这方面目前我国尚没有专门的设计规程加以约束。结合某地铁车站盖挖法施工的实际工程,就临时路面板的设计计算、军便梁体系的设置参数以及军便梁与围护结构的相互作用等方面展开计算分析,获得了诸多有益的结论,同时为盖挖法临时路桥体系设计计算提供了一般原则。     

某小净距隧道施工开挖数值模拟分析

某隧道为独立双洞单向行车各3车道隧道,该隧道与另外一公路连接段工程A、B线匝道隧道构成立体交叉,两隧道二次衬砌的最小净距仅190cm。根据施工顺序讨论后建连接道隧道对既有隧道的影响。通过扰动周围的土体,使周围土体的应力-应变发生新变化规律,从而掌握小净距隧道围岩和支护结构的稳定和安全程度。研究结果对立体交叉小净距结构的应力-应变规律具有作用。     

用数值模拟方法优化列车转向架侧梁焊接工艺的研究

基于ANSYS平台热弹塑性有限元分析,利用APDL语言,采用单元生死技术模拟焊缝形成过程,对B型列车14t转向架侧梁的焊接残余应力与变形进行了模拟。结果显示,侧梁沿x方向（即焊缝方向）产生了收缩,两端向中心的收缩量大致相等,其值分别为0．846mm和-0．935mm;在Y方向上,上盖板沿Y的负方向产生了较大的变形,其值为-1．548mm,下盖板的位移较小,最大值仅为0．213mm;z方向上,由于约束较强,其变形值较其它方向相比大约小一个数量级。等效残余应力在焊缝上最大,其峰值约为270MPa,随着与焊缝中心距离的增加,其值迅速减小。总体而言,模拟结果符合焊接理论,且与实际情况吻合,证明了用数值模拟方法进行焊接工艺优化的可行性。