较长陡坡沟道防洪中的水力学计算和实际应用

山区城市两岸的沟道一般有纵坡大、设计洪峰流量大,排洪沟内水流流速较大的特点,在较长大纵坡沟道的防洪中,采用非均匀流计算非常复杂.该文对比分析了采用明渠恒定均匀流计算结果和明渠恒定非均匀流计算结果,得出了采用明渠恒定均匀流在同类工程中的简化计算应用.     

基于1D水流特征隐式格式的水工隧洞过流能力分析

基于适合输水系统无压流和有压流联合模拟的特征隐式格式法,考虑进口箱涵段、箱涵渐变段、隧洞段和出口箱涵段的水力特性,推导得到相应的特征边界条件,建立现状隧洞系统的瞬变流分析模型,用于系统的恒定流和非恒定流计算分析,着重分析在典型水位组合下系统的过流能力和典型断面的水力特性.     

基于尖点突变理论的高速公路交通流状态判别方法

为准确掌握高速公路交通流的运行状态及变化规律,给驾驶人和高速公路管理者提供科学决策依据,通过分析传统交通流计算模型存在的不足,对现有高速公路交通流状态划分方法和基于尖点突变理论的交通流模型进行改进,并引入混沌状态和突变区间的概念,同时添加大车混入率作为改进后的模型参数,得出不同大车混入率下混沌流状态、自由流状态和非自由流状态下的判别标准。以八车道高速公路标准路段为例,借助VISSIM交通仿真软件模拟车流的实时运行状态及变化过程,计算获得仿真情形下不同交通流状态的判别标准和方法。通过对典型高速公路代表性路段实测数据的统计分析,验证了判别标准和方法的合理性与可行性。研究结果表明:交通流在自由流和非自由流状态之间转变时,存在着一种短暂的突变,呈现出一种混沌流的状态;大车混入率对行车速度和时间占有率影响明显,可以对应获得混沌流、自由流和非自由流状态的判别标准;将仿真所获得的交通流状态界定标准与中、美高速公路服务水平划分标准进行对比,自由流状态处于二级或C级及以上服务水平,而且对自由流服务水平的标准要求更高。该方法对于高速公路运营管理、养护路段划分、安全性评价等具有科学、便捷、实用、可行的实际意义。     

数值模拟在嘉定蕴南中部地区引调水试运行准备工作中的应用

该文通过结合上海市嘉定区蕴南中部地区引调水试运行准备工作,主要阐述了数值模拟的发展现状,介绍了一维河网非恒定流的数值解法、主要步骤,并结合工程实际进行了模拟运算。     

汽车三维分离流动特性的数值研究

本文对轿车尾部的分离流进行了数值计算和研究。通过ＳＧＳ（亚网格尺寸比）湍流模型,用瞬态三维Ｎ－Ｓ方程对具有不同尾部外形的汽车流场进行了全模拟。本文论述了计算所得的非稳态流场的时均值。通过计算结果与风洞实验和水槽实验数据的对比分析验证了计算的有效性和可靠性。     

耦合VOF法的河道三维水流特性数值模拟研究

河道黑臭的重要原因之一是水体流动性降低或完全丧失,导致水体复氧能力衰退,因此河道水动力特性是进行黑臭水体治理的重要依据。目前针对河流水动力进行数值模拟的研究多集中于一、二维,忽略了对河流自由水面的模拟及水流在竖直方向上的运动,不能精确得到河道水力特性。为了寻求一种先进的数值模拟方法来研究河段水流的水动力特性,考虑自由水面运动及水流竖直方向上的流动,建立了耦合VOF法与紊流模型的三维河流水动力模型,并运用无结构贴体网格划分技术建立了河道的计算网格模型。计算结果表明,建立的三维紊流数值模型实现了对自由水面、水深以及流速的模拟,具有较好的稳定性和灵活性。网格模型可以适应复杂的地形边界,能较好的模拟不规则河道边界,适合于天然河道三维水动力场的数值模拟。研究为河流水质的模拟提供基础,并为水生态治理与恢复提供理论依据和决策支持。     

基于时域分析的浮式刚构桥浪致动力响应特性研究

为研究浮式桥梁的浪致动力响应特性,建立了基于动力有限元法和状态空间模型的动力响应时域分析方法。该方法将势流分析得到的波浪力时程与浮体水动力参数应用于动力有限元模型,拟合构建辐射力状态空间模型,实现浮式桥梁的动力时域分析。基于相关文献中的浮式桥梁模型试验数据对该数值方法有效性进行验证。采用建立的方法针对浮式刚构桥在非均匀波浪作用下的动力响应开展时域计算,研究典型非均匀波浪分布条件对桥梁位移、内力等动力性能的影响。结果表明：所建立的时域分析方法具有良好的计算精度,可有效考虑浮式桥梁所受水动力效应;非对称波浪会引起桥梁的扭转运动,导致承台横摇运动和墩底弯矩响应明显提高;非均匀波浪作用下,浮式连续刚构桥主梁的水平面内位移和弯矩响应有所减小,而竖直面内位移和弯矩响应则明显提高。     

冻土导热系数的聚合模型研究及试验验证

为揭示土体冻结过程中导热系数的变化规律,建立基于均质球形颗粒的聚合几何模型。该模型由若干半径相等的球形土颗粒在正交方向上堆积而成,且土颗粒之外的区域全部被液态水填充。依据孔隙水首先在远离土颗粒的区域开始冻结的客观规律,建立冻结核在球形颗粒之间的几何中心产生并呈同心球向外扩展的聚合模型。基于土颗粒、水、冰的三相组成,从饱和冻土的组成和球形颗粒之间的接触等微观角度出发,建立导热系数的混合流计算方法。依据建立的几何模型和未冻水含量测试结果,结合给出的导热系数混合流计算方法,能够确定冻土在不同负温阶段的导热系数。另外,给出修正的正交热传导几何模型以计算不同干密度冻土的导热系数,并将混合流计算方法得出的预测值分别与Johansen法、Wiener法的预测值和探针法的实测值进行比较。研究结果表明：提出的混合流计算方法能够高精度地预测高温冻结阶段砂土的导热系数;聚合几何模型解答了干密度较大的土体冻实后的导热系数不一定较大的现象,具象地揭示出冻土导热系数随不同负温变化的原因是土中冰体含量的动态变化;依据冻结核产生位置建立的混合流导热系数计算方法,赋予了Wiener法在冻土导热系数预测中的具体物理意义;聚合模型和混合流导热系数计算方法能够对冻土在不同负温阶段的导热系数进行可靠预测,该研究期望为寒区和冻结法中的水-热-力耦合问题研究提供保证。     

基于SIMULINK的排水泵站可视化动态仿真方法

为了便于排水系统非恒定流模拟技术的应用,该文在SIMULINK平台上对面向结构图的排水泵站可视化仿真途径进行了探讨。首先,将排水泵站划分为集水池、泵站等模块,然后应用M文件S函数接口编写了仿真程序。集水池模块能够模拟池中水位的变化过程,并通过泵站控制规则与泵站模块相协调。最后,通过实例验证了该方法的可行性。     

单列列车通过无辅助坑道长大铁路隧道时空气阻力计算方法研究

对单列列车通过无辅助坑道长大铁路隧道时的空气阻力计算方法进行探讨,建立基于非恒定流和车头车尾压差的空气阻力计算公式,在通过现场试验对此方法进行验证后进行大量工况的计算,分析隧道长度、阻塞比、列车速度和列车长度对列车空气阻力的影响。计算结果表明：影响隧道内列车空气阻力最主要的因素是列车速度,其次分别为阻塞比、隧道和列车长度。     

桥梁河道三维水力与泥沙数值模型计算研究

从水动力和泥沙运动方程出发,采用雷诺时均的N-S方程,以k-ε双方程模型对紊流方程进行封闭,采用垂向分层的方法建立桥梁墩台冲刷的三维水动力模型。泥沙计算考虑悬移质和推移质泥沙输运,通过求解动网格方程更新整个计算域的网格坐标。通过数值模拟结果与模型试验结果的比较,建立的桥梁墩台冲刷数值模型具有较高的精度。     

全空穴模型中柴油非冷凝气质量分数的选取

针对广泛用于柴油喷孔内双相流计算的全空穴模型,提出了一个柴油非冷凝气质量分数与喷射压力和背压压差之间的幂函数关系式,幂函数的指数大小由与空穴刚刚产生和空穴已发展到柴油喷孔出口这两种状态相对应的非冷凝气质量分数确定。使用这个幂函数关系式计算了不同喷射压力下柴油的非冷凝气质量分数,然后使用全空穴模型和mixture多相流模型,计算了不同喷射压力下的柴油喷孔内双相流,并与试验数据进行了比较,结果表明,计算的柴油喷孔流量和喷孔内空穴场与试验结果基本吻合。     

收费道路投资风险分析的计算机模拟技术研究

介绍收费道路投资风险分析方法———蒙特卡洛模拟技术的计算模型构造过程 ,并提供计算机模拟实例 ,以验证模型的可靠性。     

冻土路基水热迁移问题的理论模型及数值模拟

路基不均匀沉陷和冻胀变形、纵向裂缝等是多年冻土区或是季节冻土区道路工程的主要病害,路基中的热状况与水分状况及其变化是引起冻害严重与否的主要因素。路基中热量的差异和改变引起水分的迁移与转化,而传统的等温模型不能确切地反映温度变化条件下路基中水分的迁移。该文在土体水分等温模型的基础上,建立水热耦合迁移数值模型,引进非等温扩散流方程,提出在水热梯度共同作用下的二维水热迁移的理论模型,并以青藏公路K3363 880路段为对象,进行水热耦合计算,证明模型的有效性,从而进行温度场和水分场变化规律的研究。     

内燃机流固热耦合数值模拟的研究

以内燃机排气歧管热应力问题为例,分析了流-固-热弱耦合模拟中3种不同的数据传递方法各自的优缺点;介绍了4种有限元实体单元,对它们在计算精度、计算时间和对计算机硬件的要求等方面做了比较.     

内燃机进气过程缸内湍流流场的大涡模拟

为精确描述内燃机进气过程中的缸内流场动态特性,基于非结构化动网格和有限体积法,应用大涡模拟方法对1台模型发动机进气过程进行三维瞬态数值模拟研究。计算采用动态Smagorinsky亚网格尺度模型,得到缸内速度和湍流黏度分布及其随时间的变化。大涡模拟的计算结果与试验值吻合良好,与RNAS模型相比能更精确地揭示流场的瞬变结构和流动的随机特性。     

四路停车控制交叉口通行能力计算

基于实际调查和观测分析,采用冲突技术法建立了机非混合交通流条件下四路停车控制交叉口机动车流的通行能力计算模型,进一步提出了422型和444型四路停车控制交叉口共用车道和拓宽路口通行能力的计算方法。通过对比冲突技术法推荐模型计算通行能力与典型交叉口观测通行能力和车队分析法计算通行能力,验证了通行能力计算模型的有效性。此外,探讨了行人流和非机动车流对机动车流通行能力的影响。最后,计算分析给出了422型和444型四路停车控制交叉口行人和自行车流量与交叉口机动车流通行能力的回归关系式,为四路停车控制交叉口通行能力的确定提供参考。     

三水源新安江与相应涨差耦合模型的研究及应用

本文从河道非恒定流St．Venant方程组出发，应用水文预报中洪水时段涨差的基本概念，建立了河道洪水预报的相应涨差模型，与区间洪水预报的三水源新安江模型相耦合，建立了三水源新安江与相应涨差耦合模型。经在资水拓溪～桃江区间洪水预报中应用，效果较好。     

大跨度斜拉桥过桥水管振动关键问题研究

温州市大门大桥是连接大(小)门岛港区与温州大陆的跨海大桥.为解决大(小)门岛供水供电,大桥上敷设有2根直径100 cm水管和4回路220 kV高压供电管线.以大门大桥斜拉主桥为工程背景,对跨海斜拉桥大直径过桥水管振动关键问题进行研究.主要从水管恒定流振动效应和非恒定流水锤作用两方面着手.通过流固耦合场分析输水管道内恒定流频率,并与桥梁的固有频率进行比较,结果表明二者不存在共振问题.并采用拟静力的方法研究水锤效应.分析表明大直径水管对主桥影响有限,不会影响桥梁结构的安全运营及行车舒适度.     

流固耦合与非流固耦合在深基坑模拟中的对比分析

在深基坑支护结构的设计与计算分析中,地下水的影响是一个极为重要的课题。现有的计算模型较为常用的为流固耦合模型和非流固耦合模型。以某基坑工程开挖与支护为研究对象,运用ABAQUS软件,分别用流固耦合与非流固耦合计算,分析了基坑开挖过程中的结构与土体变形特点,以及流固耦合模型中降水时的孔隙水压力变化情况。与不考虑水作用的非流固耦合模型相比,考虑水压力作用以及流动的流固耦合计算模型的土体与结构变形值趋势一致,但计算结果偏大,流固耦合模型能反映出基坑降水作用的机理与效果,因此应尽量采用流固耦合的方法进行计算与分析。