通用河网二维水流模拟模式研究

通过对流域河网二维水流模拟问题的分析,提出了一个通用化的河网二维模拟概化模式,该模式将河网二维概化为"树状"河道计算单元、"环状"河道计算单元、"十字型"河道计算单元等河网二维基本单元,对这些河道计算单元的求解,构建流域型河网一二维耦合模式的求解模型,并由此建立了通用化的河网二维水流数学模型软件系统。通过"树状"河道二维计算单元求解模型的推导与实现,验证了概化模式的可行性,表明该思路可以应用于大型流域河网一、二维水流模拟,具有很好的应用推广价值。     

河网水流数值模拟方法研究

讨论了河网概化的一般原则,并在分析单一河段水流数学模型的基础上,建立了可以适用于一般河网体系水流数值计算的数学模型,并采用荆江—洞庭湖的相关资料进行了验证.结果表明,模型的计算值与实测值吻合较好,说明该模型具有较好的适用性.     

太湖流域河网水流运动模拟研究

本文在以往研究的基础上,利用距离提取陆域宽度,采用最短路径法,考虑河道过水面积、流量模数等因素,对陆域面上的调蓄作用进行相似模拟.为减少计算工作量,避免受计算机容量、计算工作量及资料的限制,对天然河网湖泊进行合并及概化,考虑区域工程情况及其运行方式以及破圩后的水流情况,建立了河网水流运动模型,在太湖流域防洪调度中得到了应用.     

平原河网区域来水组成原理

对于一般树状分布河网，上一级河道总是汇入至下一级河道，位于河道下游断面的流量总是由其上游汇集而至。但对于平原河网地区，特别是人工控制建筑物众多，又受潮汐影响的地区(如太湖流域)，河网错综复杂，水流方向不定，要跟踪某个断面的水流去向，或某个河段的水体、断面流量是从哪里汇集而来的，非常困难。但这样的问题在生产实践中往往对其很感兴趣。例如从常熟枢纽引长江水流进入望虞河后，流向何处?河网各断面流量中或各河段水体中常熟枢纽引江水量占多少比重?对这些问题的研究可以估计常熟枢纽引江的效果和影响范围。因此，平原河网区域来水组成方法在生产实践中具有重要意义。重点介绍了平原河网区域来水组成原理及其在太湖流域的应用。     

通量差分裂方法在一维河网模型中的应用

以通量差分裂格式离散非守恒型圣维南方程组,为保证河网整体离散形式的一致性,采用特征线方法离散边界节点,并引入限制器和熵修正使离散模型具有TVD（Total Variation Diminishing）特性,在线性隐式化的基础上最终构建基于隐式TVD类方法的一维河网水流模型。通过实例验证,表明提出的方法能处理跨临界流变化,而且在实际复杂河网中对水位及主、支河道分流比都能较好地模拟,具有一定实用性。     

基于水流阻力与图论的河网连通性评价

河网连通是区域防洪、供水和生态安全的重要基础。基于图论将河网概化为图模型,考虑不同类型河道输水能力差异,以河道水流阻力倒数表征水流通畅度,并以河道水流通畅度为权值,借助ArcGIS平台建立河网图模型加权邻接矩阵,再利用MATLAB工具进行顶点水流通畅度计算和河网连通度分析,从而实现对河网连通性的定量化分析。以太湖流域嘉兴平原河网为例,进行河道疏浚前后的河网连通程度定量评价,结果表明河道疏浚后河网连通度明显增加。     

智能预测在三峡永久船闸中隔墩时效变形分析中的应用

人工神经网络通过调整网络中的连接权值、网络结构，实现输入输出非线性映射关系，对三峡永久船闸中隔墩的变形进行预测。具有全局最优化遗传算法可使连接权值、网络结构得到最优解。将遗传算法与神经网络结合起来进行变形演化特征识别，对三峡永久船闸中隔墩时效变形进行智能预测，应用结果表明该方法具有较高的预测精度。     

复杂河网水动力数值模型

利用汊点水位预测-校正(junction-point water stage prediction and correction,JPWSPC)法处理缓流河网汊点处的回流效应,采用Preissmann格式离散Saint-Venant方程组,并采用Newton-Raphson方法求解非线性离散方程,构建了非恒定河网水动力模型.模型既无需特殊的河道编码,又避免了建立和求解总体矩阵.与常用的分级解法模型相比,保留了其既适用于树状又适用于环状河网的优点,同时克服了分级解法需要建立和求解河网总体矩阵的缺点,显著提高了稳定性和计算效率.     

水流模拟智能化问题的探讨

对水流模拟的发展历史进行了总结,指出阻碍水流模拟发展的主要问题,提出克服这些瓶颈问题的方法是将智能科学与水利科学交叉融合,实现水流的智能模拟。据此,介绍了水流智能模型理论,结合遗传算法、模糊逻辑、元胞自动机、混沌分析理论、人工神经网络、专家系统、数据挖掘等智能理论和技术,对水流智能模拟的实现途径作了探讨,并指出建造一个优秀的水流模拟智能系统的关键是联合运用各种智能方法,认为智能化是当前水流模拟发展的新方向,水流智能模型将是水利科学的一种新的研究途径,并将在研究水流问题上具有广阔的应用前景。     

河网非稳态水环境容量研究

基于“河道-节点-河道”法的河网水量水质数学模型具有很高的效率,但到目前为止还没有与此求解方法相对应的河网水环境容量的求解方法,在对河网水质模型进行深入分析的基础上,引入节点污染物质允许进入量的概念,求出河网各河道河段及节点的允许排放量,建立了相应于上述水质模型的求解大型河网非稳态水环境容量的“节点-河道-节点”计算模式     

A numerical simulation of debris flow and its application

Debris flow is the flow of solid-fluid mixture and was treated as the flow of a continuum in routing in this study. A mathematical model was proposed to describe debris flow including deposition process and then solved numerically with suitable boundary conditions. Laboratory experiments were also conducted for comparison and calibration of the numerical results as well as for investigation of debris flow phenomena. The numerical model was also applied to simulate the debris flow caused by heavy rainfall in Tungman village of Hualien County located in the east of Taiwan on 23 June 1990. The simulated bed topographies in alluvial fan were in good agreement with those obtained from laboratory experiments and field observations.     

平治河岩溶流域退水规律分析与降雨径流模拟

以平治河岩溶流域为研究对象,分析其地下退水规律,将其划分为9个子流域,在传统新安江模型基础上,将地下径流划分为慢速和快速地下径流,分别采用两个线性水库进行模拟,构建降雨-径流模拟方案,并选取2011-2015年期间的7场洪水作为率定期洪水,以确定性系数（DC）最大为优化目标,应用遗传算法率定模型参数,而以8场洪水作为验证期洪水进行验证分析,获得率定期合格率为85.71%,平均确定性系数为0.846,验证期合格率为75%,平均确定性系数为0.893,达到乙级精度。其结果表明所构建的模拟方案能够较好地模拟该流域的径流规律。      

Mass balance simulation and its application to refining flow field in Binchang area,China

Groundwater flow fields in aquifers are often determined by water level data measured in monitoring wells. The flow field can be further refined by mass balance simulations, especially when groundwater level data is limited. The mass balance simulation is based on the principle of mass conservation and relies on water quality data in the same aquifer. The approach is applied to the Luohe aquifer in the Binchang area, China. The water-rock interactions and the hydrogeochemical evolution were studied along four typical flow paths. The study indicates that groundwater in the Luohe formation flows from the southern border to the interior of the Ordos Basin. The southern border, approximately 1,400 km², is a recharge zone, where the Luohe formation outcrops. The total dissolved solids of the groundwater in the southern boarder are less than 1 g/l, and the hydrochemistry type is HCO₃–Na. This new finding refines the flow field of the water-bearing formation, and an additional 1,400 km² is included in the water resource planning of the area.     

河网非恒定水沙数学模型研究

建立了能够适用于多种情况的河网非恒定流水沙数学模型。推导提出了河网泥沙方程组的分级解法,提出了适用于河网计算的汊点分沙模式,分析和对比了多种分沙模式的适用性,对河网区域中可蓄水汊点也提出了相应的处理办法。采用汉江杜家台分蓄洪区的资料作了模型的验证和应用。     

计算机模拟引擎及其在铀成矿过程模拟中的应用研究

本文介绍了计算机模拟引擎的设计与开发 ,铀成矿过程模拟的实施步骤 ,并对其在伊犁盆地南缘的应用作了探讨。     

Rendering technique of multi-layered domain boundaries and its application to fluid flow in porous media visualizations

Current visualization techniques for computational fluid dynamics applications are sophisticated and work well in simple geometries. For complex geometries such as pore spaces, multiple domain boundaries obstruct the view and make the studying of fluid flow fields difficult. To overcome these deficiencies, we use two-sided materials to render the domain boundaries. Using this technique, it is possible to place the camera inside the domain and have a non-obstructed view of the surrounding flow field without losing spatial reference to the domain boundaries. As a result, a larger part of fluid flow visualization is visible. Two-sided material rendering was successfully applied to display still images with Blender Cycles renderer, in a virtual reality environment, and several implementation techniques were explored for using the Visualization Toolkit.     

基于MODFLOW的岩溶管道水流模拟方法探讨与应用

针对岩溶管道水流特征,选取广西寨底岩溶流域为研究对象,分别采用三维有限差分地下水流动模型(MODFLOW)中的Drain和River模块概化模拟岩溶管道特征,结合管道内上游、中游及下游三个观测孔对比分析两种方法的适用性,结果表明：末期等水位线图中位于管道两侧处流线均有形状突变,符合实际管道水流动态特征,且能模拟出管道内水位变化趋势。最后分析两种方法模拟管道水流的原理,Drain模块中岩溶管道仅起排水作用,不允许管道内水流流向周围含水层,而River模块允许岩溶管道水与周围含水层水流交换,因而相对Drain模块而言,应用River模块概化模拟岩溶管道更加精确。      

红外光谱矿物填图技术及其应用

红外光谱可有效识别与成矿有关的中低温指示矿物,在野外利用红外光谱仪器开展矿物填图是目前国内外找矿勘查工作中广泛应用的一项高新技术,具有采样密度高、数据量大、效率高、成本低等优势。文章重点介绍了国内外红外光谱仪器研发历史及现状,以及近年来运用国产CMS350A型全自动数字化岩芯扫描仪开展的矿物填图范例,较全面地展示矿物填图技术及其应用效果。红外光谱矿物填图技术基于海量数据客观勾绘矿化蚀变特征,精准识别具有重要找矿意义的蚀变矿物,获取矿物离子交换信息并反演热液流体性质,为区域找矿潜力评价及下一步找矿部署提供指导。红外光谱矿物填图技术的发展方向为工作波段向热红外扩展、设备小型化、提高光谱分辨率及拓展应用领域。     

鼓式土工离心机技术及其工程应用研究

20世纪90年代以来,离心机模型试验在岩土工程的研究和工程实践等方面的应用得到了显著的提高。研究者之所以把目光投向离心机,是因为相对于昂贵和未知的现场试验来说,用离心机模型试验要比现场试验更为优越。自从1978年剑桥大学Schofield首次利用鼓式离心机以来,它的应用研究越来越多。通过介绍鼓式离心机的主要结构、模型控制以及数据采集系统等主要特征参数,阐述了其在岩土工程应用中的优点。通过PCC桩的承载特性模型试验介绍了鼓式离心机在岩土工程中的应用。     

SHRIMP技术及其在中国的首次登陆

SHRIMP是由SensitiveHighResolutionIonMicro－Probe的字头组成的,直译成汉语应为高灵敏度、高分辨率离子微探针。取这些字的字头作为这一大型仪器的名字还有一份幽默,英语中SHRIMP是“小虾”的意思;而此仪器形状似虾却十分地庞大。从仪器分类上看,汉语应将其称为高分辨率二次离子质谱探针。第一台SHRIMPⅠ是澳大利亚国立大学地球科学研究院自己制造的,并首先应用于矿物微区原位同位素分析。经数年经验的积累,加之该仪器在地学研究中所显示出的无可替代的重要作用,SHRIMP发展成为商品仪器。１SHRIMP的诞生１９６０年…