起伏管道空管投油气液两相流动的数值模拟

输油管道的空管投油是复杂的气液两相管流过程。在地形起伏较为剧烈的地区,管道内复杂的流动状况对投产安全造成威胁,研究其水力规律具有重要意义。采用数值模拟方法,建立起伏管道模型对起伏管道的气液两相流进行模拟,并用软件对管段流场进行实时监控,研究不同类型管道中气液两相流动规律及其影响因素。     

一类具有四次多项式势的非线性波方程的扭结波解

用微分方程定性理论结合数值模拟方法研究了一类具有四次多项式势的非线性波方 程的扭结波.在一些参数条件下画出了该方程平面系统的相图,根据相图找到了扭结波的存在条件,求出了扭结波的解.用数学软件MapIe对行波方程进行了数值模拟,得到了扭结波的平面模拟图,数值模拟进一步验证了理论分析结果.     

大型循环流化床环形炉膛中气固流动特性的CPFD数值模拟

环形炉膛理论上可有效解决大型循环流化床中二次风穿透不足的问题,其内外环壁面的设计也为更多的受热面提供了充足的空间,是一个具有明显优势的新型炉膛结构.本文使用CPFD数值模拟方法,对循环流化床环形炉膛冷态实验台内气固流动特性进行研究.模拟得到的炉内轴向压力分布和返料流率均与实验结果吻合较好.在此基础上分析炉内气固流动特性以及炉膛出口气固流动不均匀性,研究结果为环形炉膛的设计优化提供有价值的信息.     

液态金属中气泡上升的超声波测速实验研究与数值模拟

通过实验研究与数值模拟方法,研究氩气泡在静止非透明金属流体GaInSn中的上升运动. 实验研究使用超声多普勒测速仪测量气泡上升速度. 数值模拟使用湍流两方程模型,采用VOF方法进行界面捕捉. 气泡上升速度的实验结果和数值模拟结果符合较好. 大气泡在液态金属中的上升运动为小幅度水平方向振荡上升.     

复合材料凝固过程应力场的数值模拟

基于有限元软件ANSYS对复合材料的凝固过程的应力场进行了数值模拟。获得了复合材料在凝固过程中不同时刻的应力场,以及在凝固过程中热应力集中的区域,之后将模拟的工艺参数运用到实际的铸造实验,实验的结果比较良好,说明数值模拟技术对复合材料的凝固过程工艺提供了可靠的理论指导。     

近岸水波非线性特性研究

近岸水波非线性特性研究在理解近岸波浪与水流的物理特性、利用近岸海洋资源以及预防近岸减灾方面有重要意义。近年发展了许多新的非线性近岸水波方程。各个物理场景或问题因海底坡度、海底粗糙程度等因素不同,适应的非线性物理方程也有所不同。主要非线性方程对于不同问题的适用情况及计算效率问题是研究人员需要了解的。归纳总结非线性分类方法,以及不同非线性方程及其适用的近岸非线性物理场景,包括对它们物理特性的描述、非线性程度的分析。非线性特性的研究可以帮助了解不同场景的非线性程度,以此选取更适当的模型,对研究者具有一定的借鉴意义。     

慢地震研究中的一些问题

对慢地震研究中一些问题的研究现状进行了综述,包括:慢地震的定义及特征、慢地震的识别和定位、慢地震孕育的地质构造背景和产生的物理机制、慢地震孕育和发生过程的数值模拟等,也涉及到长周期前兆与慢地震的关系、慢地震与应力触发、地震活动性的关系.笔者认为,在中国起动慢地震研究,首先应解决慢地震识别、定位和震源机制问题,确切验证中国大陆是否存在慢地震.为此需要加强各个地区的台网观测密度和发展宽频带地震仪、应变仪、GPS、InSAR的综合观测,并应加强对多种资料的综合理论分析及模拟的能力.     

多自由度本船操纵运动仿真

为在航海模拟器中充分体现船舶操纵运动的响应特性,提高模拟逼真度,保证教学效果,对船舶多自由度操纵运动进行建模与仿真研究,其中较为完整地考虑了耦合的纵向、横向、艏向、横摇及纵摇运动.根据MMG建模思想分析船舶耦合的横摇和纵摇运动规律,在常规的三自由度船舶运动方程的基础上,建立多自由度耦合船舶运动方程,并设计相应的数值求解方法.针对一个双桨双舵小型目标本船,根据经验公式并结合实船操纵经验,建立具体的本船操纵运动模型;通过数值仿真定性研究其在各种情况下的操纵运动.仿真得到的运动规律与实船运动规律一致,说明运动方程及本船模型可以较为真实地反映实船运动规律.     

地磁场发电机数值模拟综述

简要综述地磁场发电机模型,包括控制方程组、无量纲方案、初始条件边界条件、数值方法和标度律等,并以MoSST模型为例,展示地磁场发电机的数值计算结果。虽然地磁场发电机的数值模拟还存在很多问题和挑战,但它仍是研究地磁场不可或缺的方法。随着计算能力的不断提升,地磁场发电机的数值模拟将会取得更大的进展,为理解地磁场提供有力的支持。     

农业生态系统地下水氮面源污染数值模拟

结合农业生态系统特征,以实例展示了在仅有短期有限野外监测数据及少量野外试验条件下,通过合理概化、参数分步识别与过程综合分析等,使模型识别的可靠性提高,成功地建立了农业生态系统地下水氮面源污染数值模型,并反演出表征农业氮面源污染特征的地下水入渗补给强度和氮补给量.本研究对定量评价农业生态系统地下水氮面源污染,特别是对野外基本调查工作部署与根据有限的基本数据较好地模拟识别特征参数,具有一定借鉴意义.     

边界吸收中镶边法的评价

以均匀层状带凹陷特征的介质模型为例,分析镶边法在常规边界吸收问题中的独到优越性;采用均匀倾斜模型数值实例,详细探讨外侧镶边法在边界吸收中的弊端及其成因.综合数值试算分析表明,外侧镶边法会引入虚假反射波,其原因是边界处速度延拓产生了人为绕射点.提出了内侧镶边方法,即以牺牲局部有效波场来提高数值计算精度、信噪比和可信度,实例验证该方法正确可行.     

均热板散热器的数值分析与结构优化

对2款外部尺寸相同、内部毛细芯结构不同的均热板进行理论分析与数值分析. 结果表明,1)内部具有烧结铜粉柱体的均热板热性能更加优良,这是由于烧结铜粉柱体缩短了工质的回流通路与时间;2)数值分析对均热板结构优化与热性能的提高具有指导意义.     

基于数值流形法的计算机动画建模

基于物理规律的计算机动画一直是图形学领域的研究热点,将一种新的动力学分析方法数值流形法引入到计算机动画领域中,利用数值流形法建立连续与非连续变形体的统一物理模型,仿真了一个逐渐展开的卷曲橡皮条、一个小球落到一堆可变形正方块上,以及一个球经过旋转的齿轮的情形。仿真结果显示,该模型可以处理多变形体的大位移和大变形,也可以处理变形体中裂隙的张开和滑移。     

窄脉冲方程的广义扭结波解

用微分方程定性理论结合数值模拟方法研究了窄脉冲方程的广义扭结波.画出了该方程平面系统的相图分支,根据相图找到了广义扭结波的存在条件,求出了广义扭结波的解.用数学软件Maple对行波方程进行了数值模拟,得到了广义扭结波的平面模拟图.数值模拟验证了理论分析结果.     

机械式减摇机构的动力学模型及其数值计算

对某港机公司制造的机械式减摇装置的组成和减摇机理进行了分析 ,建立了相应的动力学模型 ,并结合实例用数值方法求得了平衡梁和吊重的摆动曲线。数值计算和测试结果都表明该装置具有较好的止摆效果。而且 ,文中提出的理论为此类型减摇机构的设计提供了依据 ,所述方法具有较大的应用价值     

基于多系数保角变换法的船舶垂荡纵摇运动仿真

为给航海模拟器建立实用可靠的船舶在波浪中运动的数学模型,基于二维线性势流理论,采用多系数保角变换法对每个船舶横剖面进行高精度拟合,计算各个横剖面的水动力系数和波浪激励力,利用Visual Studio自主开发出船舶在规则波中的纵向运动数值模拟程序。为验证这个数值模拟程序的可靠性,对S175集装箱船在迎浪中运动的幅值响应因子(response amplitude operator, RAO)进行数值计算。结果表明:当弗劳德数为0.275时,RAO计算结果在大部分频率范围内与试验结果吻合良好。因此,这个数值模拟程序能准确地对船舶在波浪中的运动时历进行仿真。     

基于BP算法的地下水模拟中 加速因子的确定

在大型线性方程组的超松弛迭代法求解中,加速因子经常难以确定.应用BP神经网络对其进行训练学习,经过对比分析,得到最佳模型,应用该模型可快速确定加速因子.将该方法应用于石家庄市栾城水文试验基地,计算结果表明,BP人工神经网络有效地解决了地下水数值模拟中加速因子难以确定的问题.