溃坝模拟的光滑粒子流体动力学方法及其粘性特性(英文)

Smoothed particle hydrodynamics (SPH) is a Lagrangian meshless particle method. It is one of the best method for simulating violent free surface flows in fluids and solving large fluid deformations. Dam breaking is a typical example of these problems. The basis of SPH was reviewed, including some techniques for governing equation resolution, such as the stepping method and the boundary handling method. Then numerical results of a dam breaking simulation were discussed, and the benefits of concepts like artificial viscosity and position correction were analyzed in detail. When compared with dam breaking simulated by the volume of fluid (VOF) method, the wave profile generated by SPH had good agreement, but the pressure had only reasonable agreement. Improving pressure results is clearly an important next step for research.     

浅海地声学模型缩比试验验证研究

针对实际海底形态不平整、不同区域海底表面沉积层构造差异较大的特点,依托海底地声学模型,建立3层海底地声模型。在实验室条件下构建浅海分层结构的海底缩比场仿真环境,以声学测试试验结果为数据样本,基于匹配场技术,采用QPSO全局优化算法实现不同分层结构的海底地声学参数的优化反演,验证了海底地声模型的正确性和可信性。     

码头成层地基中地震动的非线性反演方法

为了合理地对某码头结构进行抗震分析,采用非线性土层随机地震反应分析方法,结合自由场地地表处测得的地震加速度记录,反演得到了基岩加速度,为结构抗震分析提供了合理的地震动输入.由于土体是一种显著的非线性材料,采用一种简化的方法求解剪切模量和阻尼比,从而确立了土体的动力本构关系,建立了非线性反演方法.最后,结合某高桩码头工程,对该工程地表加速度进行了非线性反演得到基岩地震动.计算结果表明该反演方法是正确的,有着较高的精度.     

拉格朗日松弛启发式算法求解时空网络下的弧路径问题

为减少车辆调度成本,优化车辆运输路径,在时空网络中研究路段作业车辆的弧路径问题;考虑道路出行的时变性,利用车辆运行的时间、空间特征,构建时间-空间网络,建立弧路径问题的时空网络流模型;设计了拉格朗日松弛启发式算法,引入拉格朗日乘子松弛耦合约束,构建拉格朗日松弛问题;进一步通过拉格朗日分解,把松弛问题分解为单车最短路问题;用次梯度算法更新乘子,求解拉格朗日对偶问题,并更新原问题最优解的下界;使用启发式算法获得可行解,并更新原问题最优解的上界;用六结点运输网络和Sioux-Falls网络下的算例对算法进行实证分析。计算结果表明:六结点运输网络中6个算例的上下界间隙值等于0或接近0,Sioux-Falls网络中算例2的间隙值为0.02%,其余5个算例的间隙值等于0,均可以得到质量较高的近似最优解;在最复杂的算例(15辆车,70个任务)中,算法在可接受的时间内也得到了间隙值为0的解,找出了最优的车辆路径;随着迭代次数的增加,拉格朗日乘子会逐步收敛到固定值;当车辆容量从50增加到100时,最优解从52下降到42,说明在任务数和车辆数一定时,适当增加车容量可以降低运营成本。可见,与商业求解器相比,拉格朗日松弛启发式算法的间隙值更小,求解质量更高,可以更有效地求解弧路径问题。      

带自由面流体运动的拉格朗日有限元分析

介绍了拉格朗日描述下的非定常不可压缩带自由面流体运动的有限元分析.在时间积分中采用速度修正法,采用速度修正分步法不仅可以让速度和压力均采用同阶插值函数,而且可以使算法变得更简单.用四边形单元对所求区域加以划分,并借助于Galerkin加权余量法导出相应的有限元方程组.通过实例计算,阐明了用该方法来分析带自由面流体运动的有效性及其实用性.     

隧洞围岩力学参数反演

利用粒子群优化算法的全局寻优能力帮助确定神经网络的隐层神经元的数量,基于某隧洞的实测位移数据,对该隧洞的硬土弹塑性力学参数进行了反演。     

高密度电法在景鹰高速公路岩溶勘察中的应用

在灰岩分布区,进行高速公路施工时,查明不良地质体的分布,对公路的设计尤为重要。高密度电法是新的物探方法,广泛应用于工程勘察、地质灾害调查和地质找矿中;在灰岩分布区勘察第四系土洞、岩溶、断裂等,具有独特优势。     

隧洞围岩力学参数反演

利用粒子群优化算法的全局寻优能力帮助确定神经网络的隐层神经元的数量,基于某隧洞的实测位移数据,对该隧洞的硬土弹塑性力学参数进行了反演。     

短弧长积分法与平均加速度法的比较分析

为比较短弧长积分法和平均加速度法在卫星重力反演中的效果,用Fortran程序语言分别基于短弧长积分法和平均加速度法编写了2套计算程序,对GOCE(重力场和静态海洋环流探测)卫星精密科学轨道进行了反演计算,得到了2组90阶次的重力场模型Model_Arc(短弧长积分法)和Model_Acc(平均加速度法).结果表明:Model_Acc大地水准面阶误差最大在80阶仅4 cm,而Model_Arc在90阶处达到10 cm;2个模型总体上都比用CHAMP和GRACE卫星的轨道数据反演的模型精度高,Model_Acc在80阶次以前比GO_CONS_GCF_2_TIM_R3精度高,但平均加速度法耗时比短弧长积分法长.