Efficient methods for solving water flow in variably saturated soils under prescribed flux infiltration

The non-linear solvers in numerical solutions of water flow in variably saturated soils are prone to convergence difficulties. Many aspects can give rise to such difficulties and in this paper we address the gravity term and the prescribed-flux boundary in the Picard iteration. The problem of the gravity term in the Picard iteration is iteration-to-iteration oscillation as the gravity term is treated, by analogy with the time-step advance technique, ‘explicitly’ in the iteration. The proposed method for the gravity term is an improvement of the ‘implicit’ approach of Zhang and Ewen [Water Resour. Res. 36 (2000) 2777] by extending it to heterogeneous soil and approximating the inter-nodal hydraulic conductivity in the diffusive term and the gravity term with the same scheme. The prescribed-flux boundary in traditional methods also gives rise to iteration-to-iteration oscillation because there is no feedback to the flux in the solution at the new iteration. To reduce such oscillation, a new method is proposed to provide such a feedback to the flux. Comparison with traditional Picard and Newton iteration methods for a wide range of problems show that a combination of these two proposed methods greatly improves the stability and consequently the computational efficiency, making the use of small time step and/or under-relaxation solely for convergence unnecessary.     

地震次生毒气泄漏与扩散的数值模拟与动态仿真

文章对破坏性地震中可能发生的次生毒气泄漏与扩散灾害进行了数值模拟与动态仿真研究，设定了几种有实际意义的数值分析模型，分别进行了结构地震破坏，有毒有害气体泄漏，在一定泄漏和气象条件下的向周围空间扩散的动态仿真研究，给出了典型毒气扩散过程中可致人员死亡，严重危险和有感区域的范围的动态变化结果，作者认为地震次生毒气泄漏与扩散研究对大地震应急、城市和大型企业防灾都有重要的意义和广阔的应用前景。     

贡嘎山东坡亚高山森林区蒸散力的估算

以海螺沟 30 0 0m气象站的观测资料为基础 ,运用Penman公式法　空气饱和差法和桑斯维特公式法 ,计算了贡嘎山东坡亚高山林林的年平均蒸散力 ,其结果为分别为 431 81mm、171 4mm和 44 6 4mm。通过分析蒸散力的影响因素 ,对这三种计算蒸散力的方法作了比较 ,对计算结果存在的差异作了比较合理的解释 ,认为用Penman公式法可以估计出本研究区的蒸散力。同时 ,对蒸散力及其影响因自进行了相关分析 ,指出湿度和风不是速制约研究区蒸散力的主导因子 ,并分析了蒸散力与水面蒸发的关系 ,由此推导出估算蒸散力的简便方程 :PE =6 6 77 0 6 91E60 1 0 75 1ITm 0 0 396Pm。     

云南省金沙江流域土壤流失方程研究

云南金沙江流域是长江中上游水土流失最严重的区域。本项研究以“通用土壤流失方程”(USLE)为蓝本,运用小区实验等手段,综合分析了各个侵蚀因子,建立了云南金沙江流域土壤流失方程A=R·K·LS·c·P,并确定了方程中诸因子的求算方法和数值,以及该流域土壤允许流失量,为方程的应用提供了基本的技术数据。同时,还进行了方程的检验,方程计算值与小区实测值的相对误差在6.3％以下,表明该方程在实际应用中是可靠的。该方程的建立,可为云南金沙江流域预测预报土壤侵蚀,制定土地合理利用规划方案、水土保持措施和土地生态安全格局提供了一套可靠的科学方法和依据。     

云南省金沙江流域水土流失基本特征分析

在应用新近建立的云南金沙江流域土壤流失方程测算该流域各县(市、区)年均土壤流失总量和各地类年均 土壤流失量基础上,分析了该流域水土流失的总体特征、各地类水土流失特征和不同坡度级坡耕地的水土流失特 征,为因地制宜地防治水土流失提供了依据。     

机械卡盘设计中的计算误差分析与应用

通过对普通机构二维力因素影响的分析，利用修正公式计算求值，以修正单因素影响最大值计算所产生的误差。利用这一计算方法，对CD—3型钻机卡盘进行了计算，得到了正确的设计结果，说明用修正公式对多因素影响采用单因素影响最大值计算进行修正是可行的。     

湍流混合动力学机理研究

在分析传统混合动力学机理基础上,通过宏观混合与微观混合时间量级的对比,提出了湍流条件下,涡流扩散主导宏观混合,分子扩散主导微观混合,而混合过程由宏观混合主导,欧拉数Eu可作为混合效果的控制指标,并通过3种不同容积反应器的混合搅拌试验,进一步证实了该指标的实用性。     

改进的最小二乘法在水文分析计算中的应用

在水分析计算中，经常涉及到变量之间的线性或非线性拟合，而在拟合各种特性曲线时，通常应用以实测资料与拟合曲线间的误差平方和最小作为目标函数的方法——最小二乘法，但这种方法忽视了所有实测点应与拟合曲线间的相对误差尽量不超过某一百分比的原则，为了达到上述要求，提出了非线性的加权最小二乘法及线性相关方程的最小距离平方和法，探讨改进了传统的最小二乘法达到优化的效果。最小距离平方和法与常用的图解法相比，本法所得成果较为客观；与传统的单方向(x或y方向)最小二乘回归法相比，所求线性方程不会因坐标系的选取而改变。最后应用算例进行了初步讨论。     

基于脉冲频响函数的MATLAB动力方程求解方法

提出一种基于脉冲频响函数并利用MATLAB求解的方法，由于脉冲频响函数利用卷积公式进行动力微分方法计算，因此，从理论上讲，它适合于任意外力下的动力方程求解，同时，MATAL又提供了卷积函数conv，所以，在MATLAB下求解动力方程将变得十分容易。