基于微分对策理论的多沙河流水库调度

水库的排沙问题一直是多沙河流水库调度研究的重点之一。由于大部分多沙河流的来水来沙主要集中于汛期,因此水库汛期的蓄水兴利与泄水排沙的矛盾十分突出,具有典型的博弈关系,该关系可以利用博弈的相关理论进行描述。基于微分对策理论,将多沙河流水库汛期的供水兴利与泄水排沙看作博弈的双方,建立起以排沙和供水的综合效益作为性能指标函数的多沙河流水库汛期调度模型,研究了多沙河流水库汛期的调度问题,并通过陕西黑河某水库的实测资料对该模型进行了验证计算。计算结果表明,建立的调度模型能够较好地反映多沙河流水库汛期调度中的主要矛盾,实现对供水与排沙综合效益的优化。     

浅析深水沉积理论

深水沉积理论的深入研究发现,传统的浊流沉积理论如鲍玛序列、浊积扇、浊积岩相等可能需要重新解释,对浊流理论的质疑推动着深水沉积理论的发展。通过对浊流沉积研究历史及当前研究现状的梳理,探讨了浊流及相关重力流沉积理论的新观点。     

珠江口盆地荔湾井区珠江组深水扇沉积特征

珠江口盆地白云凹陷荔湾深水区为油气勘探有利区域,通过岩石学和古生物组合特征研究,认为该区珠江组下部属于典型的深水扇沉积,可划分为早期盆地扇和晚期斜坡扇两种类型,两类深水扇都以发育颗粒流、砂质碎屑流及低密度浊流等顺坡重力流沉积为主,同时夹有少量内波和等深流等深水牵引流改造沉积。砂质碎屑流为两类深水扇水道砂体的主要沉积类型,发育有逆-正粒序层理、平行层理和水平层理,粒序层内可见各种丰富的液化变形和生物逃逸构造,而水平层内发育有更多的生物钻孔和扰动现象。两类深水扇的沉积构造和古生物特征有明显差异,其中盆地扇水道砂岩中普遍含硅质小砾石,水道间泥岩中含有较多保存完好的抱球虫化石,斜坡扇水道砂岩以富含炭泥屑为典型特征,水道间泥岩含有更丰富的颗石藻和抱球虫化石,其中部分抱球虫和颗石具有遭受海底溶蚀作用的现象,指示斜坡扇相对盆地扇有更大的水体深度。平面上两类深水扇具有相似的重力流沉积的分带性,都具有自陆架坡折向盆地方向由颗粒流沉积逐渐向砂质碎屑流和近源高密度浊流、远源低密度浊流等单向演化的特点。     

排土场滑坡与泥石流灾害控制技术与方法

对排土场滑坡破坏模式进行了FLAC3D模拟分析。结合具体工程实例,分析形成潜在滑坡、泥石流灾害的原因。针对排土场灾害,强调以防为主,防治结合的思想。提出以逆序排土工艺及倾斜分层排土工艺进行排土,提高排土场自身稳定;结合坡面疏导排水、底部泄流体等综合技术,对排土场灾害进行防治。对排土场灾害的预防与治理有一定的借鉴意义。     

张力腿平台绕流数值模拟分析

在一定来流条件下,张力腿平台(tension leg platform,简称TLP)的立柱后缘出现周期性的交替旋涡脱落,致使立柱受到垂直于来流方向的升力和平行于来流方向的阻力作用,导致TLP产生大幅度往复运动,显著增加平台结构和系泊系统的负载。目前,关于单柱、多柱结构绕流问题的研究较多,但对于TLP绕流特性的研究较少,机理尚存不明确的地方。为研究TLP的绕流力变化情况和流场特征,开展了数值模拟分析。利用计算流体动力学数值模拟软件,基于雷诺平均(RANS)法和分离涡模拟(DES)法对TLP绕流场进行仿真分析,揭示了TLP的绕流特性。结果表明,在3种来流角度和多个折合速度V_r下,TLP绕流的流体力系数存在明显差异,升力系数时域曲线呈现脉动性。TLP的上、下游立柱间存在明显的相互作用,影响了旋涡的形成与发展。TLP的旋涡脱落大多集中在平台固有频率附近,且在V_r=7,来流角度为0°时,升力系数频谱峰值最大,旋涡脱落集中。     

万米级深海陶瓷耐压结构水下内爆流场数值模拟

耐压结构是深海潜器的重要组成部分,但在深海的高压环境中却存在内爆的风险。为研究陶瓷耐压结构水下内爆的流场特性,使用针对可压缩多相流问题开发的开源代码,采用直接数值模拟,应用自适应直角网格,对两种压力条件下的耐压结构水下内爆进行了数值模拟。通过低压模拟结果与理论解和试验值比较,验证了模拟方法的有效性,进而开展万米级深海陶瓷耐压结构水下内爆模拟。分析发现：陶瓷耐压结构发生内爆后,其内部气腔存在多次压缩—反弹现象,深海环境压力越大则反弹越不明显;气腔反弹阶段,在结构外部将产生数倍于深海环境压力的冲击波,且传播速度接近声速;冲击波压力峰值与到球心距离呈负指数幂函数关系;在相同深海环境压力下,耐压结构外部监测点的冲击波压力与球体半径呈正比例关系。     

空间视角下城乡物流网络的内涵、构成要素与研究框架

地理学视角的物流网络研究已成为物流科学领域的热点方向。从地理学的空间视角出发,在明确城乡物流网络理论来源和相关概念的基础上,对城乡物流网络的内涵、构成及研究框架进行梳理。基于研究,首先给出了城乡物流网络的定义,认为城乡物流网络的本质是旧的城市物流网络和乡村物流网络在空间上的延伸、衔接和提效。其次,从空间视角将城乡物流网络分解为节点、连线和域面3要素,指出网络各要素均出现了功能强化和更新,如节点的管理、衔接和经济社会功能强化;连线的联结功能和平衡功能出现,域面的协同组织、动态调整功能突出。最后,遵循地理学“格局-过程-机理-决策”的科学逻辑,提出“数据采集与融合、要素映射与解析、时空比较与分析、机理探究与优化”4个模块的城乡物流网络分析框架,为深刻揭示城乡物流网络结构及其演化机理提供基础。进一步指出未来应探讨城乡物流节点、连线、域面及网络的地区类型、区域适宜性及要素间相互作用机制,提炼适应不同区域、能有效提升要素流通效应的多尺度空间组织模式,加强对城乡要素流通系统的科学认知,科学支撑城乡地域融合发展实践。     

新月形沙丘表面流场特征北大核心CSCD

目前对新月形沙丘表面流场尤其是涡流区的复杂流动结构缺乏全面的认识,新月形沙丘形态特征和来流风速对流场结构的影响需进一步研究。利用CFD数值模拟的方法,采用RNG k-ε湍流模型,研究了在不同几何参数和来流风速下新月形沙丘表面的流场特征,重点研究了背风侧涡流区的流动特征及范围与沙丘几何参数和来流风速的关系。结果表明:新月形沙丘高度越高、迎风坡坡度越大,其尾流涡流区长度越长,长度为沙丘高度的5~7倍;来流风速对尾流附着点的位置影响较小,不同来流风速导致的涡流区长度为沙丘高度的6~7倍;来流风速越大,尾流保护区长度越短,沙丘对流场的干扰范围越小。本研究深入解析了流场对新月形沙丘形态的塑造作用,进一步从流场的角度印证了新月形沙丘翼角下游小新月形沙丘形成的成因。     

以计算流体动力学模型（CFD）模拟的戈壁地表风沙两相流运动特征

尘暴过程中沙砾质戈壁地表的风沙两相流运动,一直是风沙物理学关注的问题。但由于技术限制,野外观测及风洞实验难以捕捉大规模颗粒运动。为此,本文通过构建流体-颗粒碰撞互馈模型进行三维场域数值模拟,分析了不同砾石盖度下尘暴来流中的风沙两相流运动规律。结果表明：基于三维场流体-颗粒碰撞互馈模型修正后的求解结果能够较为准确地模拟戈壁地表风沙两相流运动过程。(1)不同来流尘暴过程,风相速度均会随砾石盖度的增大而减小,并在砾石盖度大于40%的戈壁近地表形成拜格诺焦点。相较于风相,沙相降速不明显。此外,距砾石床面4 cm以上,风沙两相速度基本保持一致。(2)当尘暴速度大于10 m·s^-1时,在距地1.5～2.1 m高度形成风沙两相流速度交点,交点上下表现为“风快沙慢”及“风慢沙快”现象。(3)尘暴过程中近地表沙尘浓度沿均值线呈“脉动”规律,表现为地表粉尘沉降与再释放循环过程,同时砾石盖度大小会直接影响沙尘沉积分布,当盖度大于40%时能够有效抑制沙尘释放。