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相似文献
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1.
陈新  杨强  周维垣 《岩土力学》2007,28(5):865-870
常规的弹塑性模型难以模拟材料破坏时由于内部损伤累积引起的变形局部化带形成过程。将岩土材料抽象为含有孔洞的球形体胞单元的集合体,采用一个标量--孔洞体积百分比来刻划单元的损伤程度,基于细观损伤力学提出了一个适用于岩土材料的塑性损伤模型。将该模型通过用户子程序嵌入到大型有限元商业软件MRAC中,研究岩土材料的局部化剪切带形成过程。采用该模型,成功地对平面应力条件下岩土材料单轴受压和单轴受拉试件的局部化破坏分别进行了数值模拟。采用该模型,对拱坝在超水载作用下的变形局部化进行了研究,数值计算结果表明,上游坝踵处最先发生变形局部化现象。  相似文献   

2.
基于一个年龄概念的河口污染物输运数值模拟   总被引:3,自引:1,他引:2       下载免费PDF全文
根据Deleersnijder定义的一个平均年龄概念,运用耦合了物质输运模式的一个三维水动力-富营养化数值模型(HEM-3D),研究了位于美国北卡罗莱纳州Pamlico河口(PRE)的污染物输运时间在不同淡水流量影响下的分布情况。模型结果表明,在正常期,污染物被输运出PRE需要大约65d的时间。而在枯水期和洪水期,污染物分别需要230d和20d时间被输运出PRE。这表明物质输运过程明显受淡水流量的影响。污染物输运时间的空间变化显著受河口中盐度入侵的影响,咸水入侵在其可以达到的最大区域形成了一个盐度锋面,而这个锋面阻碍了污染物向外的输运。盐度层化对输运时间的垂向分布影响显著,输运时间垂向梯度随着盐度层化的增强而增大。  相似文献   

3.
《岩土力学》2015,(9):2487-2493
利用毛细管理论推导了特定粒径颗粒堆积物中毛细水的上升高度,据此建立了土体级配与非饱和土土-水特征曲线的联系,构造了一个近似确定土-水特征曲线的新的物理经验模型。对大部分土而言,模型中引入的修正参数ouR与吸力水头h在对数坐标下呈现明显的线性相关性,可以使用ouln R?aln(h/m)?b进行拟合;利用非饱和土数据库UNSODA中406种土样的测量数据(包括干燥过程的土-水特征曲线和级配曲线)对拟合参数a、b进行了参数分析,统计了a、b的分布规律;计算显示,a、b与级配和孔隙比无关,可能受矿物组成影响。利用提出的模型进行预测时,可以用矿物组成类似的土样试验结果计算a、b值以确定修正参数ouR,在资料缺乏时也可使用统计得到的a、b平均值。该模型为间接确定土-水特征曲线提供了思路。  相似文献   

4.
雅砻江流域分布式水文模型开发研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
面向南水北调西线水源区之一雅砻江流域生态水文调控,开发了一个基于物理机制的日过程流域水循环系统的分布式模拟模型.模型的产流过程计算考虑了雨强大小,采用Green-Ampt模型或Richards方程.汇流过程计算考虑了河道属性(纵横断面及河道控制工程),采用运动波方程或动力波方程模型.计算单元内采用了"马赛克"法即把单元内土地归为5种地域分别计算再汇总.1985~2000年雅砻江流域径流模拟较准确,水量平衡方面误差小于5%,模型与实测径流过程线相关系数达到0.86~94,Nash-Sutcliffe模型效率达0.7以上,表明该模型具有较高精度,能够满足流域生态水文调控中水循环各个过程的模拟与预测,构建了一个良好平台.  相似文献   

5.
设计了一个简单的三维模型:三维低阻异常体和高阻异常体位于一维层状介质模型中,以"十"字型和"米"字型观测剖面方式作为模拟方式,开展模型一维、二维、三维反演技术有效性对比试验,其中一维反演计算采用自适应正则化(ARIA)反演,二维反演计算采用非线性共轭梯度(NLCG)反演,三维反演计算采用REBOCC三维反演,将剖面下方不同的反演结果与原始模型进行对比分析,发现:在该模型条件下,一维和二维反演都能得到反映模型真实信息的结果,REBOCC三维反演更偏向重建原始模型的宏观电性特征;在一维反演结果中,对于深部的电性结构特征,通常TE极化模式的反演结果好于TM极化模式,TE/TM几何平均值反演结果介于前两者之间;在二维反演结果中,通常TM极化模式的反演结果好于TE极化模式,TE/TM联合模式反演结果与TM极化模型相当,甚至更好;模型REBOCC三维反演相比一维、二维反演更易受反演结果多解性影响,REBOCC三维反演结果偏向重建原始模型的宏观电性特征。  相似文献   

6.
冻土-气候关系模型评述   总被引:32,自引:12,他引:20  
李新  程国栋 《冰川冻土》2002,24(3):315-321
冻土-气候关系模型是目前冻土学领域的研究热点,评述了冻土对气候系统的响应模型以及陆面过程模型中的各种冻土参数化方案.建立在传热学基础上的物理模型具有动态性、普适性的优点,适合于冻土工程计算,当把它们推广到面上时,需要对其进行简化.经验模型大都只使用有限的变量,与地理信息系统结合紧密,因此模型具有空间性,较为适合于冻土制图.陆面过程模型中的冻土参数化目前有3类方法:1)限定或修正水热参数;2)比较单位土层中耗热或放热量与可耗热或可放热量而计算产冰率;3)使用土壤基质势定义土壤冻结后的未冻水含量.现有的陆面过程模型中的冻土参数化方案需要进一步的改进.  相似文献   

7.
无人飞行器在飞行过程中受地球外部扰动引力影响,对其精确控制需要计算飞行轨迹点扰动引力。为有效恢复地球外部引力场,常采用地球重力场位系数模型进行计算,但其计算耗时随模型阶数的升高而呈指数增加。本文提出一种扰动引力矢量计算的向量化方法,推导出利用地球重力场模型计算扰动引力三分量的向量化表达公式,并利用CUDA(compute unified device architecture)异构并行算法进行并行化以达到快速计算单点扰动引力的目的。通过仿真实验可知,本文所提方法可有效减少单点扰动引力计算耗时,利用跨阶次递推法进行单点计算加速比可达8以上,最高可达13.20;利用Belikov递推法进行单点计算加速比可达6以上,最高可达8.99。  相似文献   

8.
交通荷载下软土地基长期沉降的有限元法   总被引:2,自引:0,他引:2  
魏星  王刚  余志灵 《岩土力学》2010,31(6):2011-2015
软土地基在交通荷载作用下的长期沉降是决定软土地区交通设施耐久性的关键因素。为合理地预测该部分沉降,提出了一个适用于交通荷载长期作用下的饱和软土累积变形(残余体变和残余剪切变形)计算的经验公式。该模型采用一个反映排水条件的参数描述不同的排水条件对残余体变发展过程的影响。通过采用体变硬化模式,考虑部分排水条件对残余体积变形和残余剪切变形发展过程的影响。基于该经验模型,发展了有限元实用计算方法,编制了相应的程序ROAD2D。通过对实际边值问题的计算,验证了该模型和计算方法的合理性和有效性。分析结果表明,与部分排水路段相比,排水不畅的路段在交通荷载长期作用下将出现更大的地基沉降和侧向挤出,其变形模式更不利于路面的正常使用。  相似文献   

9.
地下含水层储能两阶段热量运移数值模型研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
为了简单而准确地预测地下含水层储能情况,考虑了地下含水层储能过程时间跨度大、储能保温分阶段的实际特点,分析了地下含水层流动和换热模型物理参数的对比特点,以热平衡和热扩散原理为基础,建立分成两个连续阶段的地下含水层储能数值计算模型.模型求解中,采用控制容积法,以全隐格式进行热扩散方程的离散化,然后应用Jacobi方法迭代求解,模拟结果和实际观测数据吻合很好.该模型还分析了含水层储能循环采灌过程中抽出储能水的温度变化的一般特点.  相似文献   

10.
复杂边界及实际地形上溃坝洪水流动过程模拟   总被引:7,自引:3,他引:4       下载免费PDF全文
建立了基于无结构三角网格下采用有限体积法求解的二维水动力学模型,用于模拟溃坝洪水在复杂边界及实际地形上的流动过程。该模型采用Roe格式的近似Riemann解计算界面水流通量,结合空间方向的TVD-MUSCL格式及时间方向的预测-校正格式,可使模型在时空方向具有二阶计算精度。模型中引入最小水深概念,提出了有效的干湿界面处理方法。模拟了理想条件下溃坝水流过程,研究不同最小水深取值对干河床上洪水演进的影响,并用两组简单溃坝水流的水槽试验资料对模型进行验证。采用该模型模拟了实际溃坝洪水的流动过程,所得计算结果与实测资料及已有模型计算结果较为符合。  相似文献   

11.
For the purpose of exploring seasonal stratification characteristics of water hydrochemistry, the seasonal dynamics and vertical thermal stratification of water temperature in Lake Lugu, the vertical profiles of water temperature (Temp), Electrical Conductivity (EC), Dissolved Oxygen (DO), pH and Chlorophyll-a (Chl-a) of Lake Lugu were monitored in January, April, July and October 2015, respectively. The results indicated that water body of Lake Lugu appeared thermal stratification in spring, summer and autumn, however, in winter, the water temperature in vertical direction was homogeneous. The thermocline was located between 10 and 25 m, nevertheless, it moved down to range from 20 to 30 m in autumn. In addition, water temperature in hypolimnion was maintained almost as a constant and consistent with annual temperature, indicating water body was stable all along. The results showed that the thermal stratification had some influences on vertical distributions of DO, EC, pH and Chl-a. The significant stratification of DO, EC and pH was found, especially in summer, DO and pH values in thermocline peaked due to greatly stable thermal stratification and temperature increase. In hypolimnion, DO concentration and pH value were very small. Moreover, Chl-a concentration was higher in the surface and lower in the bottom water, implying that human should be highly alter to prevent the emergence of a large area of algae in Lake Lugu. EC took on decreasing variation, besides, lower in the thermocline. While,Lugu Lake water salinity was lower and substantially constant (~ 0.10‰), without considering the effects of salinity, both in vertical sections and in epilimnion, thermocline and hypolimnion, there all existed a simple linear function of the relationship between EC andwater temperature, showing that Lugu Lake was affected by natural climate and keeps natural state.  相似文献   

12.
Altimeter data have been assimilated in an ocean general circulation model using the water property conserving scheme. Two runs of the model have been conducted for the year 2004. In one of the runs, altimeter data have been assimilated sequentially, while in another run, assimilation has been suppressed. Assimilation has been restricted to the tropical Indian Ocean. An assessment of the strength of the scheme has been carried out by comparing the sea surface temperature (SST), simulated in the two runs, with in situ derived as well as remotely sensed observations of the same quantity. It has been found that the assimilation exhibits a significant positive impact on the simulation of SST. The subsurface effect of the assimilation could be judged by comparing the model simulated depth of the 20°C isotherm (hereafter referred to as D20), as a proxy of the thermocline depth, with the same quantity estimated from ARGO observations. In this case also, the impact is noteworthy. Effect on the dynamics has been judged by comparison of simulated surface current with observed current at a moored buoy location, and finally the impact on model sea level forecast in a free run after assimilation has been quantified in a representative example.  相似文献   

13.
In the present study, the Advanced Research WRF (ARW) version 3.2.1 has been used to simulate the heavy rainfall event that occurred between 7 and 9 October 2007 in the southern part of Bangladesh. Weather Research and Forecast (WRF–ARW version) modelling system with six different microphysics (MP) schemes and two different cumulus parameterization (CP) schemes in a nested configuration was chosen for simulating the event. The model domains consist of outer and inner domains having 9 and 3 km horizontal resolution, respectively with 28 vertical sigma levels. The impacts of cloud microphysical processes by means of precipitation, wind and reflectivity, kinematic and thermodynamic characteristics of the event have been studied. Sensitivity experiments have been conducted with the WRF model to test the impact of microphysical and cumulus parameterization schemes in capturing the extreme weather event. NCEP FNL data were used for the initial and boundary condition. The model ran for 72 h using initial data at 0000 UTC of 7 October 2007. The simulated rainfall shows that WSM6–KF combination gives better results for all combinations and after that Lin–KF combination. WSM3–KF has simulated, less area average rainfall out of all MP schemes that were coupled with KF scheme. The sharp peak of relative humidity up to 300 hPa has been simulated along the vertical line where maximum updraft has been found for all MPs coupled with KF and BMJ schemes. The simulated rain water and cloud water mixing ratio were maximum at the position where the vertical velocity and reflectivity has also been maximum. The production of rain water mixing ratio depends on MP schemes as well as CP schemes. Rainfall depends on rain water mixing ratio between 950 and 500 hPa. Rain water mixing ratio above 500 hPa level has no effect on surface rain.  相似文献   

14.
渤海层化结构及潮汐锋面季节变化的数值研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
刘浩  潘伟然 《水科学进展》2007,18(3):398-403
采用三维斜压海流模式(POM)模拟了渤海海温的季节变化,以海表与海底温差ΔT作为判别依据,发现3月份前整个渤海的表、底温差小于0.5℃,说明渤海处于充分混合状态;进入4月份以后,莱州湾、渤海中部以及渤海海峡的局部水域出现超过2℃的表、底温差,意味着垂向层化结构开始形成;层化区域面积随着海表热通量增大的趋势可一直持续到8月,9月后由于日照量逐渐减小,季节性温越层逐渐消失,11月以后渤海又恢复到充分混合的状态.  相似文献   

15.
基于混合遗传算法估计van Genuchten方程参数   总被引:7,自引:2,他引:5       下载免费PDF全文
van Genuchten(VG)方程是最常用的土壤水分特征曲线方程,其参数取值的精度直接影响到土壤水分运动方程计算的精度.该文建立了VG方程参数的优化模型,构建遗传算法与Levenberg-Marquardt算法相结合的混合遗传算法对其进行求解,并进行了数值试验.结果表明采用混合遗传算法比普通遗传算法不但提高了收敛效率,而且收敛迭代次数也大大减少;采用混合遗传算法估计参数的精度比非线性单纯形法和阻尼最小二乘法要高一些,而且不需要给参数初值.因此,混合遗传算法可以作为估计VG方程参数的一种新方法.  相似文献   

16.
潮汐作用下北黄海跃层波动的数值研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
跃层除有季节性的变化外 ,还时刻受到潮汐、风、降水等诸多因素扰动而引起波动与起伏。文章研究潮汐 (4大分潮M2 ,S2 ,K1,O1同时输入 )作用下渤海跃层起伏与波动的三维数值模型 (将海洋分为 3层 ,即上混和层 ,跃层和下混和层 ) ,揭示了整个海区跃层上下界面处跃层起伏的地理分布及叠加在起伏之上的潮周期波动的时空变化 ,模拟出跃层波动与实测基本一致。跃层波动既与潮汐运动有关 ,又与潮汐有很大区别。从波动位相、波高来看 ,两者均不相同 ,甚至周期有时也不同。跃层上下界面的波动周期、位相、波高在很多地区也不一致。中下层余流大小和方向几乎一致。大振幅的跃层波动均发生在近海地形突变之处。海水运动的激发与地形相互作用以及海岸海底摩擦可能是跃层波动与起伏的重要因素。  相似文献   

17.
Sinha  P. C.  Guliani  Pragya  Jena  G. K.  Rao  A. D.  Dube  S. K.  Chatterjee  A. K.  Murty  Tad 《Natural Hazards》2004,32(2):239-255
Sedimentation is of vital concern in the conservation, development and utilization ofour soil and water resources. The suspended sediment in estuarine waters is hazardousto navigation in estuaries, which have important ports and harbours. A breadth-averagednumerical model to study circulation and sediment transport is presented in this paper.The model is applied to Hooghly estuary, along the east coast of India. The model is fullynon-linear and uses a semi-explicit finite difference scheme to solve mass, momentum andadvection diffusion equation for suspended sediments in a vertical plane. The erosion anddeposition have been computed by empirically developed source and sink terms in thesuspended sediment equation.  相似文献   

18.
熊杰  邹长春  孟小红 《现代地质》2012,26(6):1283-1288
在柱坐标系下推导了二维感应测井差分格式,采用频率域有限差分方法求解感应测井正演问题。针对差分近似得到的线性方程组系数矩阵是大型稀疏复系数病态矩阵求解困难等问题,采用不完全LU分解预条件的稳定双共轭梯度(BICGSTAB)算法求解该线性方程组。研究结果表明,本算法具有速度快、精度高和稳定性好等优点,能有效提高感应测井正演模拟的效率和精度。  相似文献   

19.
李萌  孙春岩  文百红 《物探化探计算技术》2012,34(5):582-586,502,503
这里提出以代表质量守恒的反应对流扩散方程作为主控方程的烃类垂向微渗漏方程组的差分格式,即双向一维分裂校正差分格式,并建立地层积木块模型对该格式的边界进行讨论。差分格式是预估~校正差分格式的一种改进形式,它融合了Crank-Nicolson格式、交替方向隐格式、预估~校正差分格式的特点,具有二阶差分精度,且无条件稳定。由于差分格式将每一步都归结为求解三对角线方程组,因此适合并行运算。数值实验表明,应用差分格式的数值模拟结果符合烃类垂向微渗漏过程的理论模型,可作为烃类垂向微渗漏过程分析的计算方法。  相似文献   

20.
考虑污染源强随机变化的感潮河流环境容量优化   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
考虑污染源强随机变化和感潮河流潮周期内动态水文条件对水质的影响,建立了优化污染负荷分配的流域水质管理模型。模型以总的允许排污量最大为目标函数,流域的水质控制点达标为约束条件。假设排污量是服从对数正态分布的随机变量,并且以潮周期内水质达标的概率作为衡量控制点达标的依据。采用遗传算法对该随机规划模型进行求解。研究结果表明,污染负荷优化分配结果能够满足随机条件下的水质达标率要求,并且与传统的确定性线性规划模型的分配结果相比有着明显差别。同时证实了遗传算法能够有效地解决复杂的随机规划模型。  相似文献   

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