三峡库区忠县岸段塌岸预测研究

水库塌岸给库区带来了巨大的经济损失。自1935年前苏联科学家提出水库塌岸宽度的问题以后,塌岸预测方法成了众多学者研究的热门,提出了许多塌岸预测理论及方法。通过权衡各种方法的利弊,结合对三峡库区忠县岸段现场调查所取得的具有针对性的地质参数,选取了用卡丘金法来预测土质岸坡塌岸宽度,用经验法来预测岩质岸坡塌岸宽度,并借助于SQLite数据库引擎,使两种预测理论计算机程序化、可视化。对两种预测方法的主要参数取值进行了研究,应用于三峡库区忠县岸段的塌岸预测,取得了良好的效果。     

四川省溪口滑坡运动特征的离散元模拟

通过离散元分析拟合了溪口滑坡碎屑流的运动过程和主要特征，认为滑坡解体后是以碎屑流方式完成运移和停积过程。     

三峡库区仁沱新街库岸塌岸预测研究

三峡水库蓄水运行后,沿江库岸地质环境将发生急剧变化,会引起崩塌、滑坡和塌岸等工程地质问题。根据库岸特征进行分段,采用极限平衡理论和卡丘金图解法对仁沱新街库岸整体稳定性和局部塌岸进行了分析和预测,确定了每段的破坏模式,并结合城市规划及生态环境保护提出了相应的防护建议。     

沟道泥石流的数值模拟

以二维立面维尔－斯托克斯方程为基本方程，净沟道泥石流视作为一种宾流体，对三种不同纵坡情况下的沟道泥石流流场进行了数值模拟，并与相应的野外实验进行了对比，取得了较好的结果。     

自控温室番茄生产的光合数值模拟

使用CIRAS-1便携式光合仪测定了荷兰大型玻璃自控温室内番茄光合能力对环境条件的响应,由实测值和参考文献确定了有关参数,运用非直角双曲线叶面积积分模型模拟温室不同气象条件下番茄净光合量的增减,探讨了提高光合产量的调控措施。     

地质灾害多元信息管理在三峡库区塌岸研究中的应用

由于地质体本身结构的复杂性以及地质灾害发生机理和过程的复杂性,使得人们对地质灾害进行真正的评价防治之前一般都会采取各种手段和方法查明地质灾害的基本情况,获得大量的信息。主要介绍了如何将地质灾害评价防治时所获得的大量多元化信息进行规划管理及应用,快速、高效、合理地进行地质灾害的预测与防治。主要包括了建立一套适合于地质灾害评价的地质灾害多元信息获取与采集技术方法标准,编码体系,空间数据库的建库标准、图层划分、建库工作流程。以地质灾害多元信息管理为理论和实施的技术基础,以ArcGIS为平台,开发一套集基础数据的采集、存储、管理、检索、图形编集、空间模型分析、综合分析评价、成果图形生成及输出和信息发布为一体"三峡库区塌岸信息管理与防治决策支持系统"的具体理论和开发技术难点。     

脉动气流喷雾干燥的数值模拟

利用CFD模型对脉动气流喷雾干燥过程进行了数值模拟，得到了干燥过程中干燥室气体流场和颗粒运动轨迹、气体局部湿度和温度变化及不同初始直径颗粒在干燥室内干燥情况的详细信息， 解决了由于难以动态测量上述参数而不能清楚了解该干燥过程的难题。模拟结果表明脉动气流喷雾干燥具有干燥时间短，蒸发速度大等特点。     

基于EDEM的振动筛分数值模拟与分析

为了寻找振动筛的最佳运动学参数（振幅、频率、振动方向角）,达到提高透筛效率并减少清选损失的目的,利用EDEM软件,对振动筛分过程进行数值模拟,得出在其他条件一定的情况下,随着振幅和频率的增加,物料沿筛面后移的速度增加,同时透筛效率增高,在振幅40 mm时和频率6 Hz时出现筛分损失;随着振动方向角的增大,在25°到45°范围内,物料沿筛面后移的速度增加,在45°时达到最大,超过45°之后,物料沿筛面后移的速度逐渐降低,而透筛效率在35°时最高,超过35°,透筛效率逐渐降低。模拟结果与试验测量结果总体趋势基本吻合,这表明了利用EDEM进行数值模拟的正确性和可行性。     

沙地刚性轮构型仿生设计及牵引性能数值分析

为了提高车轮牵引性能,改善车辆在松散沙土介质环境的通过能力,该文以善于沙地奔跑的鸵鸟足部关键部位—足趾甲为仿生原型,通过仿生优化轮刺结构,设计出具有高牵引性能的仿生轮刺式沙地刚性轮,并以一种模拟月壤作为试验松散沙土介质材料,采用离散元软件PFC2D?的内置语言FISH和相关命令,建立了适用于非规则结构刚性轮的轮壤相互作用动态模拟系统,并获得试验验证。通过仿生轮刺式刚性轮与模拟月壤相互作用离散元模拟,并与矩形轮刺式刚性轮模拟结果对照,从轮下模拟月壤颗粒细观运动、接触力场、速度场以及车轮挂钩牵引力角度,验证了仿生轮刺式刚性轮具有优越的牵引性能,在车轮滑转率50%的稳定运行状态下,仿生轮刺式刚性轮的牵引性能可提高5.2%左右。该研究为提高刚性轮在松散沙土介质环境中的牵引性能提供了全新设计和研究手段。     

库岸滑坡涌浪二维光滑粒子动力学数值模拟

库岸高速滑坡产生的巨大涌浪常常导致严重灾难.建立了高速滑坡块体运动全程预测模型,对滑坡冲击产生的水体运动,则根据可压缩流连续方程和Navier-Stokes方程由SPH法(光滑粒子动力学法)求解.对SPH法的基本原理、核函数及控制方程离散格式、边界处理方法等进行了介绍.在此基础上结合滑坡体及水体的运动变形,建立了涌浪SPH立面二维数值模型,将所得初始涌浪高度、波浪爬坡高度与其他理论方法得到的结果进行了比较.结果表明该方法能够模拟滑坡涌浪运动过程,SPH法适于模拟具有瞬时大变形等物理力学问题.     

地下水数值模拟计算与预测

为了保障阜新地下水的开采量能够满足阜新供水的需求,针对阜新凌河地下水状况进行了预测。以阜新凌河地下水源区为例,建立地下水流数学模型,运用该模型对地下水流系统进行预测。应用GMS软件,用有限差分法的MODFLOW程序进行求解。在1方案总计6.42万m³/d和2方案总计8.42万m³/d的开采情景下,分别预测2015年阜新凌河地下水状况。结果表明所建立的数学模型能够较为真实地刻画研究区地下水系统的特征,仿真性强。从而得出文中所提出的两种方案均可行。     

农林车辆安全驾驶室碰撞的数值模拟

农林用车辆安全驾驶室碰撞系统具有几何非线性和材料非线性等多重非线性特点,应用大变形弹塑性理论,建立驾驶安全系统数学模型,对安全驾驶室强度特性进行分析,预估车辆翻车时驾驶室结构件的力—变形,预测变形侵入驾驶员容身空间的安全性,并进行变形的屈服评判,实现车辆安全驾驶室结构碰撞的数值模拟。文中以某农林车辆安全驾驶室碰撞的数值模拟为例,理论计算和试验结果吻合,方法切实可行,为车辆驾驶室安全设计提供依据。     

基于GPS不同测量间距的DEM地形信息提取沟蚀参数对比

GPS技术正在成为一种快速高效研究沟蚀发生演变的手段。但由于GPS测量间距的影响，从建立的不同尺度DEM上获取的地形信息存在很大的不确定性，影响沟蚀研究的准确性。本文以长江上游西昌地区马家松坡小流域作为试验样区，利用RTK—GPS技术，按测量间距3，5，10m和20m等4种空间尺度对小流域的地形进行测量，基于ArcGIS 8．2地理信息系统软件，建立相关尺度的栅格DEM，提取地面坡度、剖面曲率以及沟壑密度等地形信息。研究结果表明，随着测量间距的增加，从DEM上提取地面平均坡度、平均剖面曲率和沟壑密度均呈显著线性递减趋势，5m的测量间距是长江上游地区描述地形的理想尺度，可以满足研究冲沟和切沟的需要，而3m及3m以下的测量间距适用于细沟、浅沟的研究需要。我们的研究结果对应用GPS技术，实现高精度快速确定地表沟蚀过程方面具有重要意义。     

不同田间工程措施条件下降水入渗规律的数值模拟

采用数值模拟方法针对北京市主要土壤类型研究了不同工程措施（免耕、深松、免耕覆盖、深松覆盖）条件下的降水入渗问题。在研究过程中,考虑了雨滴打击下地表密实问题,即考虑地表密实的降雨入渗问题。地表密实使土壤入渗能力降低,覆盖可以避免表层土壤密实保持土壤入渗能力。深松可使土壤入渗能力提高,在该实验条件下１２０ｍｉｎ入渗量裸地和覆盖分别可以增加入渗１．７９ｃｍ和２．２８ｃｍ;适宜的松土深度裸地为１５～２０ｃｍ,覆盖为３０ｃｍ。提高降水入渗的田间工程措施为深松覆盖,松土深度３０ｃｍ。     

坐水播种时耕层土壤水分入渗的二维数值模拟

描述了坐水播种时土壤水分入渗的物理过程，根据非饱和土壤水运动理论，对其建立了二维数学模型，用交替隐式差分法进行了求解，并用室内试验验证了数值模拟结果。通过对模拟结果的分析，说明了回土量、较低土壤初始含水率以及种沟宽度对入渗过程的影响，由此提出了坐水播种实践中控制回土量的3个条件。     

基于DEM的流域降雨径流模拟研究--以三峡库区晏家河小流域为例

DEM是目前用于流域地形分析的主要数据,在流域地形分析及水系构建等方面形成了比较成熟的算法。基于DEM的水文模拟技术的应用给传统的水文模拟方法带来了根本性的变化。以三峡库区晏家河小流域为例,应用最新引进的WMS专业水文处理软件,结合Arc/Info,ArcView地理信息系统工具,在1∶1万DEM基础上生成河网水系,确定流域边界并进行子流域的划分。在生成数字流域的基础上,采用WMS嵌入的HEC-1模型进行降雨径流模拟研究。     

人工结构面剪切试验及数值模拟分析

[目的]深入研究岩石结构面在剪切力学行为中三维形貌对抗剪强度的影响,揭示结构面的抗剪实质,为进一步认识结构面的性质提供依据。[方法]采用三维激光扫描仪和3D打印机完全重铸了人工制作的结构面试样,并且在室内进行5级法向应力下的直剪试验,记录下剪切前后的表面形貌。并且用FLAC 3D数值模拟软件模拟结构面在不同法向压力下的剪切力学运动,分析和总结剪切应力在结构面表面的分布规律。[结果]结构面的峰值抗剪强度与法向压力和结构面三维形貌有关,在同一剪切力作用下,法向应力越大,剪切接触面积越大,剪切应力的大小和范围都增大,结构面表面高处的小凸起体被大量剪断,而在较低处的小凸起体损坏区则不明显,表明较高处的结构面凸起体较容易被剪断。[结论]随着法向压力的增大,剪切应力的大小和范围都增大,区域并没有太明显的改变。     

QUICK格式在土壤水分运动数值模拟中的应用

运用有限体积法中的QUICK格式,对一维非饱和土壤水分运动方程中的对流项进行了高精度离散,通过经典的数值算例验证了本格式具有精度高、编程简单,计算速度快等特点。并与中心差分格式、迎风格式进行比较,QUICK格式不但能很好地避免数值振荡现象,而且与实测结果吻合较好。