占优问题的通量校正运移解法

描述非饱和土壤中溶质运移的对流弥散方程可分成两部分：对流部分用通量校正运移(FCT)算法求解；弥散部分用常规的隐式差分方法求解.FCT算法包括两个阶段，一个是低阶运移阶段，这一阶段的解，可能会引进过量的数值弥散；另一个是高阶通量校正阶段，通过对反扩散通量进行校正(限定)，可有效地消除数值弥散和数值振荡.而水体积分数用FUCG方法求得，能保持质量守恒.通过数值例子验证了FCT算法的有效性.     

非饱和土壤中溶质运移对流占优问题的通量校正运移解法

描述非饱和土壤中溶质运移的对流弥散方程可分成两部分，对流部分用通量校正运移（FCT）算法求解；弥散部分用常规的隐式差分方法求解，FCT算法包括两个阶段，一个是低阶运移阶段，这一阶段的解，可能会引进过量的数值弥散，另一个是高阶通量校正阶段，通过对反扩散通量进行校正（限定），可有效地消除数值弥散和数值振荡，而水体积分数用FUCG方法求得，能保持质量守恒，通过数值例子验证了FCT算法的有效性。     

反求弥散度的一种数值解法

介绍了一种利用溶质在潜水中的运移反求水质污染弥散度的数值解法。采用最优化技术寻优求参和隐式有限差分方法求解数学模型,并给出应用该方法对山东省小清河湖滨弥散试验场潜水纵向弥散度和计算实例。     

地下水溶质运移数值模拟中减少误差的新方法

地下水中污染物运移的数值模拟方法一直是学界的研究热点问题.而如何减少与消除对流-弥散方程数值解中浓度陡锋面附近的数值振荡与数值弥散,更是研究的前沿与难点.提出了一种地下水溶质运移数值模拟中减少数值弥散的新方法.该方法的核心思想是在水动力弥散系数上加上一个数值弥散估算值,得到一个修正弥散系数,用其替代方程中有明确物理意义的水动力弥散系数进行计算.并提出了一个参数——数值弥散因子(μ_NDF),可以根据研究需要进行参数分区并适当调节该因子的大小,从而达到控制数值振荡,减小数值弥散的目的.从一维到二维的多个数值算例的模拟计算结果表明,该方法能在消除数值振荡的基础上,较好地减少数值弥散,达到满意的精度.     

二维分数阶对流-弥散方程的数值解

对二维时间分数阶对流-弥散方程和二维空间分数阶对流-弥散方程分别建立了差分格式,实现了对其的数值求解。针对理想算例进行计算求解,分析了时间和空间分数阶阶数取不同值时的扩散变化规律,验证了各自所描述的时间相关性与空间相关性。同时与传统的二维整数阶对流-弥散方程的求解结果作了对比。当时间和空间分数阶阶数α与γ分别取整数时,二维时间分数阶对流-弥散方程和二维空间分数阶对流-弥散方程都与传统二维整数阶对流-弥散方程的计算结果相同,说明提出的对二维分数阶对流-弥散方程的数值求解方法是可行的。其结果对地下水溶质运移的进一步研究提供了有效的手段。     

流域水库群与闸坝联合调度方案修正探析

流域水库群与闸坝联合调度方案的制定及实施,可有效促进河流水质改善。通过数值模拟软件验证,浑河、太子河研究河段水质均得以改善,枯水期水质改善效果尤为明显。随着专项研究治理工作的开展,浑太流域河流水体质量与特征发生变化,研究河流水体情况及流域现状调度方案对联合调度方案进行修正,以适应今后浑太流域水工程调度运行特征及流域水质改善需要,为流域水生态环境治理等相关工作提供参考。     

变异Henry问题检验网格Peclet数在数值计算中的重要性

有限元法是求解地下水流和溶质运移对流-弥散方程的常用数值方法,它可以精确高效地处理以弥散为主的问题,但求解以对流为主的问题易引起显著的数值振荡。通过Galerkin有限元法对变异Henry问题进行模拟求解,得到了用不同的剖分网格及水动力弥散系数时,在特选节点处的浓度穿透曲线,分析并找到了浓度振荡的原因及合适的消除方法,即若出现浓度数值解在某值附近振荡,可以通过加密网格或增加水动力弥散系数将其消除。模拟结果及其分析表明:即使是研究区域相同,不同的边界条件、不同的水动力弥散系数对网格精度的要求不同;换言之,同一网格对不同模型参数的有效性也不同。网格Peclet数能够有效地判定给定的网格剖分是否会引起浓度振荡,对有限元法数值计算的网格剖分具有指导意义。     

压实黏土的脆性断裂模型及有限元算法

利用弥散裂缝理论,提出了压实黏土拉伸状态下的脆性断裂模型.当压实黏土达到其极限抗拉强度后,通过建立单元的各向异性刚度矩阵,将土体裂缝弥散于实体单元,构造了平面应变条件下考虑压实黏土脆性开裂的有限元计算模式.通过对某压实黏土单轴拉伸试验成果的模拟计算,验证了构建的脆性断裂模型和有限元算法对土体拉伸破坏特性和裂缝发展过程的适用性.本文还进行了模拟软弱面水压“楔劈效应”的简单数值试验,表明压实黏土脆性开裂模型和算法可较好地模拟裂缝扩展行为.     

解地下水水质运移问题的新方法

地下水污染问题可用对流一弥散方程描述之。但对于以对流占优势的问题,数值法都出现一定的数值弥散和数值波动现象。多年来,国内外许多学者在消除数值弥散和数值波动方面作了很多努力,提出了各种各样的改进方法,但进展不太大。最近,S.P.Neumao提出了用改进的特征值法和有限单元法相结合解对流—弥散方程,效果很好。本文在Neumao研     

地下水水动力弥散问题中弥散度的单孔确定方法研究

本文提出了利用单孔进行弥散实验,确定地下水含水层弥散度的新方法,给出了数学模型、求解过程及方法。提出了用计算机自动处理求得最佳参数的直线回归法与非线性迭代法相结合的方法。不但进行了理论上的详细推导,而且通过实例进行了验证,结果很好。本文提出的方法原理通俗易懂,计算过程简单,易于实行,成本低,具有重要实际意义。     

不同流场情况下地下水弥散试验方法分析

针对不同地下水水力梯度进行地下水弥散试验采用不同的方法,直接影响到弥散试验的成功及获取参数的准确性及真实性。其中在不同的水力梯度下采用不同的监测时间间隔监测示踪剂浓度,决定了弥散试验捕捉到示踪剂的初至及峰值的成功机率。同时本项目详细地进行了地下水弥散试验求参过程完整性分析,可做为弥散试验参考实例。     

水环境逆边界逆动态混合控制精确算法

根据逆边界逆动态控制理论,将河流水污染动态控制问题提为逆边界逆动态混合控制问题。针对多个或单个污染源排放浓度和排放总量计算,提出了一维对流-扩散方程逆控制的精确算法。该方法与现行最优控制方法相比,其优点是充分考虑了河流沿程的稀释混合容量,并能充分考虑水质动态标准和社会经济变化等因素,可获得动态控制精确解的近似解。     

一种提取声波测井频散波相慢度的适应函数方法

提出了一种对声波测井频散波数据频散校正的适应函数方法。通过提取频散波的频率慢度相关图,得到频散波的频散曲线,由频散曲线在慢度轴上的投影可得到关于地层波慢度的统计直方图。构造一种适应函数与直方图进行非线性最小二乘拟合,得到与统计直方图最优匹配的适应函数,这个适应函数起始点对应的慢度即为真实的地层波慢度。给出了采用该方法处理理论模拟的偶极子波及现场实测的偶极子波资料的例子。对理论模拟的偶极子波处理,计算的偶极子波慢度值与地层真实横波慢度基本一致;对现场实测的偶极子波数据处理,计算的偶极子波慢度与频率慢度投影曲线相匹配。处理结果表明,采用该方法对频散波进行频散校正是可靠有效的。     

地质数据回归分析的自变量迭代变换

回归分析是地质数据处理中应用最广的一种统计分析方法,尤其是其中的线性回归模型应用最广泛。模型中的变量,包括因变量和自变量,均被看作是线性的,但实际计算时,这些变量却可以看成是原始观测值的一种非线性的变换。     

面波频散反演地下层状结构的拟牛顿法

由于地下层状结构与面波频散曲线之间是一种高度非线性关系,所以面波频散曲线的反演方法应该采用非线性的反演方法。笔者将目前在最优化问题中得到广泛应用的拟牛顿法应用到瑞利面波频散曲线的基阶模反演当中,取得了很好的效果,并通过实例验证了方法的可行性。     

基于M-C准则的强度折减法分析边坡稳定性研究

在对基于M-C准则的有限元强度折减法分析边坡稳定性理论研究的基础上,编写了相应的有限单元法分析程序。通过对相关考题和算例的分析表明,其分析成果与极限平衡法的分析成果是一致的,这表明基于M-C准则的有限元强度折减法在边坡稳定性分析中是可行的,其分析成果是可靠的。     

Matlab环境下瑞利波有限差分正演与曲线绘制

以瑞利波频散方程为出发点的Abo-Zena传递矩阵等方法,只能研究层状介质中瑞利波的传播特性,对于非层状介质,传递矩阵无能为力。因此,不得不考虑有限元、有限差分等方法。根据弹性动力学方程,采用交错网格有限差分方法对均匀弹性半空间介质进行全波场模拟,并在Matlab环境下实现编程计算,再现了瑞利波在近地表的传播状态,实现了地震剖面曲线的正振幅充填问题,从而获得了类似野外地震勘探的剖面记录。模拟结果表明,采用一阶差分格式所得到的地震记录存在较严重的数值频散,在采用有限差分法研究瑞利波"之"字形成因时,须尽量压制数值频散现象,才能获得更接近实际情况的频散曲线。      

隧道围岩弹塑性随机有限元分析及可靠度计算

在弹塑性有限元分析的初应力法基础上,推导了弹塑性随机有限元增量初应力法的计算迭代格式,结合可靠度理论,给出了围岩稳定的可靠度分析方法,在计算出可靠度的同时还给出了围岩和锚喷支护结构的应力特征值。并对一工程算例进行了详细的分析和讨论,得出了一些有益的结论。     

云南东川蒋家沟泥石流形成内因初探

泥石流形成的因素众多,不仅与地形地貌、降雨特征、地震、人类活动等外部因素有关,还与泥石流岩土体自身的黏土矿物成分、颗粒级配、化学成分、土体分散性、地下水环境等内部因素密切相关。在室内对蒋家沟泥石流源区土体进行黏土矿物分析、颗粒分析、化学成分定量分析、分散度和ESP值测试、地下水分析,初步探讨了蒋家沟泥石流形成的内在原因,得到：蒋家沟泥石流体的黏土矿物成分以伊利石为主,占30 %,其化学成分也与伊利石接近;ESP值、分散度平均值分别达到24.6 %、59.1 %,属于高分散性土,且土壤贫瘠;地下水矿化度高,硬度大,破坏了岩土体自身的结构和稳定性,形成大量松散物质,为泥石流的形成提供丰富的物源。     

预应力锚固抗滑桩内力计算的加权残值法

总结了预应力锚索抗滑桩锚索设计拉力和预应力的计算方法并进行了改进,使得各方法均能考虑锚索与桩体的位移协调。针对桩顶和桩身作用锚索的各种情形,将半解析、半数值的加权残值法应用于预应力锚索抗滑桩的内力计算,并采用适用性较广的B样条函数作为试函数,在此基础上编制了可考虑滑动面以上桩前土体抗力计算程序,将该程序应用于已有实例的分析,并与有限差分法进行对比,验证了程序的正确性,将该方法应用于其他两个计算实例的分析,针对锚索设计拉力和预应力的不同计算方法,分别给出了相应的锚索设计拉力、预应力、桩身最大弯矩和桩顶位移的对比分析表格,以及桩身受力图,计算结果还表明,对于特定计算实例不是所有计算方法都适用,要具体问题具体分析。