自适应自然单元法研究——自适应细化

对h型自适应自然单元法的自适应细化方案进行了初步研究。在ZZ误差分析的基础上实现了节点的自动加密,使得随着自适应细化的进行,求解误差减小,而且误差分布趋于均匀。在数值分析中,主要有两种误差来源--插值误差和积分误差。随着节点的加密,Delaunay三角形的尺寸随之减小,三角形内的应力场趋于线性分布,那么插值误差和积分误差也都会随之减小。因而,h型自适应分析可以同时减小上述两种误差而达到不断提高求解精度的目的。由于自然单元法求解依赖于求解域内离散节点的Voronoi结构,建议的细化方案中新节点的引入只需局部调整Delaunay结构,算法的实现极为容易,程序实现简单、高效。研究表明,建议的自适应方案是可行的,自然单元法特别适合进行h型自适应分析。     

凸包插值算法的改进与实现

研究了凸包插值算法在n维欧拉空间构造Delaunay三角网的应用,提出了其三角剖分不惟一的重大缺陷,采用了限制区域生长法解决了这一缺陷。     

2008年初地面观测数据资料审核的异常分析及处理

结合2008年1~2月地面气象观测A文件数据的审核情况,针对台站气压突跳的反常记录,通过理论分析,判断是因天气现象变化所致,同时对特殊天气现象如固态降水、积雪的观测记录,提出处理方法。     

Nuclear Waste Disposal Simulations: Couplex Test Cases

We give some results obtained for the Couplex test cases proposed by the ANDRA. In this paper our aim is twofold. Firstly, to compute the release of nuclides out of the repository by concentrating on the 3D near field (Couplex 2). The simulation of the transport phenomena takes into account the dissolution of the glass containers and congruent emissions of the radio-nuclides including filiation chains and some simplified chemistry. Secondly, it is to use the near field computations in order to simulate the nuclide migrations in a 2D far field (Couplex 3). Coupling in between the two simulations takes into consideration the periodicity of the disposal modules and the geometry of the repository described in Couplex 1. The mixed finite element and discontinuous Galerkin methods are used to solve the convection–diffusion equations. In order to handle the nonlinear precipitation/dissolution term, we developed a new iterative technique that combines Picard and Newton–Raphson methods.     

构件模型库的客家古村落三维建模方法——以白鹭古村为例

针对客家历史的重要载体--客家古村落正在面临着被破坏甚至消亡的风险问题,该文对其开展了三维建模方法研究,以进行数字化保护。通过分析客家古村落的建筑特点,首先对客家古村落中的建筑群整体布局展开研究,合理划分出单体古建筑;其次,将单体古建筑拆分成不同类型的子构件并研究各自建模规则,创建了面向客家古村落的建模体系与框架;最后采用CityEngine的规则建模技术为主,结合3DS Max三维建模软件,对子构件进行三维精细建模,构建了基于模型库的客家古村落三维建模方法。并以白鹭古村为例,利用此方法完成了白鹭古村古建筑群的三维精细模型的展示,并开发出了白鹭古村三维仿真系统。实验表明:该方法能够大大提高三维建模效率,快速完成对客家古村落的三维建模。     

基于ArcGIS的条带剖面提取方法在地貌分析中的应用

条带剖面提取方法是利用数理统计原理,获得垂直于剖面线方向上一定缓冲区范围的高程信息,计算最大、最小和平均高程以及地形起伏度,把地形剖面图对线状地形起伏特征的描述转化为对面状地形起伏特征的描述。该文基于ArcGIS 9.3对三峡地区SRTM-DEM数据进行了条带剖面提取方法研究,实现了基于ArcGIS的条带剖面提取技术流程。应用条带剖面对三峡地区地形地貌进行了定量分析,该方法可快速提取条带剖面,能准确获取高程属性的相关统计参数,对地形地貌信息提取和定量分析具有一定价值。     

An accurate time integration method for simplified overland flow models

An accurate time integration method for the diffusion-wave and kinematic-wave approximated models for the overland flow is proposed. The discretization of the first- and second-order spatial derivatives in the basic equation is obtained by using the second-order Lax–Wendroff and the three-point centred finite difference schemes, respectively. For the solution in time, the system of ordinary differential equations, obtained by the linearization of the celerity and of the hydraulic diffusivity by Taylor series expansions, is integrated analytically. The stability and the numerical dissipation and dispersion are investigated by the Fourier analysis. A proper Courant number, and the corresponding time step for the numerical simulations can be established. In addition, the proposed diffusion-wave and kinematic-wave models are straightforwardly extended to the two-dimensional flow. Test cases for both one- and two-dimensional problems, compare the solutions of the diffusion-wave and kinematic-wave models with analytical solutions, with experimental results and with numerical solutions obtained by the Saint–Venant equations. These simulations show that the proposed numerical–analytical models accurately predict the overland flow for several situations, in particular for unsteady rainfall rate and for spatial variations of the surface roughness.     

附加质量法在水布垭堆石体密度测定中的应用

介绍了附加质量法测定堆石体密度的基本原理、仪器设备及现场测试过程,并结合水布垭大坝一期填筑工程堆石体密度测定工作,分析了该方法的有效性。测试结果表明,该方法不但具有现场测试快速、轻便、无损和精度高等优点,而且适用于不同粒径组成的堆石体,在堆石体密度测定中具有广阔的应用前景。     

灼烧法中有机质与总有机碳换算关系的重建及其在页岩分析中的应用

有机质与总有机碳(TOC)的换算关系为wo=1.724×wTOC,难以满足当前页岩气开发的现场测定要求,需要作出修正。本文以鄂尔多斯盆地南部页岩样品为研究对象,在传统灼烧法基础上,采用X射线荧光光谱仪测定页岩组成,得出影响烧失量的因素;用热重-差热仪研究页岩灼烧情况,确定了无机盐不分解而有机质分解的最佳灼烧温度和时间。通过线性拟合灼烧法测得的有机质含量与仪器法测得的有机碳含量间的换算关系,建立了一种通过测定烧失量来换算总有机碳含量的新方法。在页岩最佳灼烧温度480℃,灼烧时间1.5 h条件下线性拟合建立了两种新的换算关系,获得TOC测定值与仪器法的标准值相对误差分别为1.691%、0.486%,检出限分别为0.41%、1.60%。综合它们的优缺点,可将测定页岩类样品的换算关系重建为wo=2.125×wTOC。重建的方法通过严格控制灼烧温度,解决了传统灼烧法中烧失量因无机盐高温分解造成有机质代表性不足的问题,可用于精确测定页岩中的有机质或有机碳含量。     

利用Swarm卫星高低跟踪探测格林兰岛时变重力信号

低轨卫星简化动力学定轨中引入伪随机脉冲可有效提高定轨精度,但伪随机脉冲先验值（时间间隔、先验标准差）会影响伪随机脉冲估值大小,进而影响定轨精度。基于GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）卫星轨道分析伪随机脉冲先验值对单天解简化动力学定轨精度的影响,实验表明,时间间隔从240 min减至6 min,先验标准差从1×10^-4mm/s增至1×10^-1mm/s,伪随机脉冲总的估值大小由1×10^-2mm/s增至1×10¹mm/s,定轨精度从几十cm提高到2 cm;当先验标准差大于1×10^-1mm/s,继续增加先验标准差,伪随机脉冲估值不变,定轨精度不再提高。因此,对于单天解轨道,时间间隔减小至6 min,先验标准差增至1×10^-1mm/s,伪随机脉冲估值增大,定轨精度提高;继续增大先验标准差,伪随机脉冲估值不变,定轨精度不再提高。利用不同高度的Swarm卫星验证了该结论的有效性。