基于ROAM算法的重力场三维可视化实现

研究了ROAM算法和视锥体裁剪、三角形扇、几何变形等优化技术,实现了重力场三维可视化,模拟海洋环境,建立了重力场三维场景,适用于大范围、高分辨率重力场数据。     

网格嵌套技术在模拟海底沙波运移中的应用Ⅰ——超高分辨率海洋三维流场模拟

本文采用POM(Princeton Ocean Model)模式,结合多波束测量得到的高分辨率地形数据,通过网格嵌套分级计算,得到了南海北部琼西南海域近40km2研究区内的水平网格分辨率达200 m的海底流场.通过数值试验,确定了内嵌模型的最佳侧面开边界条件.计算结果表明,本文所提出超高水平分辨率嵌套模式能够模拟复杂海...     

全球大气数值模式动力框架研究进展

随着数值计算方法和高性能计算机技术的发展以及大气科学理论的完善,国外研制出了许多全球高分辨率非静力大气数值模式,为了让国内的模式开发者对当前全球大气数值模式的现状有一个清晰的了解,归纳总结2012年8月在美国大气研究中心参与评估测试的全世界17个非静力全球大气数值模式,主要从基本方程组、球面网格、离散方法、守恒性质、参数化物理过程与动力框架的耦合和全球大气模式的评估等进行回顾、归纳和讨论,对国内的模式研发者有一定的参考意义。     

网格对潜孔锤钻头球齿冲击过程数值模拟的影响

潜孔锤钻头冲击钻进的过程是一个高度非线性、大变形、破坏的过程。对这一复杂过程的研究，目前主要是利用实验方法。应用非线性显式三维有限元求解程序LS—DYNA3D，采用与岩石性质较接近的混凝土模型，对潜孔锤钻头硬质合金球齿冲击混凝土板的过程进行了仿真计算，讨论了不同网格尺寸对冲击力、冲击速度及破碎坑深度的影响等。     

运动侧边界海洋问题的自适应网格模拟方法

文中给出了普遍形式的变动界运动学条件,通过对其进行的量阶分析可知,在宽阔潮间带少域采用该条件是必要的.推导出了任意运动曲线坐标系下普遍适用的二维浅海流体动力学方程组和可变边界运动学条件,从而方便地采用随岸界的运动而自动伸缩的自适应网格方法,来模化具有运动边界的浅海动力学问题.用此模型数值模拟了1969年的一次风暴潮,特别包含了黄河三角洲海域的风暴潮漫滩过程.     

基于VOF模型的浮式消波海流机性能优化

针对浮式消波海流机样机测试时出现的问题,对其吃水深度线和叶片安装角度进行优化。根据装置结构特点,用Gambit建立了装置横截面的二维网格模型。根据浮式消波海流机实际工作环境,利用Fluent流体仿真软件,使用VOF(volume of fluid)两相流模型,分配空气相与液态水相在流域中的不同比例,来确定不同的吃水深度线。并且结合k-epsilon紊流模型建立模拟仿真环境。先对3种水线进行仿真分析,然后进行实验验证。通过分析对比装置的3种不同吃水深度线的模拟与实验结果,得到装置的最优吃水深度线为1/3水线。基于最优吃水深度线,分别对叶片的4种安装角度在相同的仿真环境中进行模拟仿真。利用仿真得到的扭矩数据,计算扭矩系数、功率系数,分析对比仿真数据以及仿真过程中扭矩趋势图得出4种叶片安装角度的最优角度是90°。吃水深度线决定了装置的消波能力,并且为叶片获能提供条件,叶片安装角度直接影响着装置的获能效率,所以最优的吃水深度线和叶片安装角度对海流机的消波能力和获能效率具有重要意义。     

Three-dimensional tidal current numerical model of the Oujiang Estuary

The characteristics of three-dimensional (3-D) tidal current in the Oujiang Estuary are investigated according to in situ observations. The Oujiang Estuary has features of irregular coastline, complex topography, many islands, moveable boundary, and submerged dyke, therefore, a 3-D numerical model on an unstructured triangular grid has been developed. The σ coordinate transformation, the moveable boundary and submerged dyke treatment techniques were employed in the model so it is suitable for the tidal simu...     

EC细网格产品在复杂海岛地形条件下的大风滚动订正释用

应用EC细网格资料和站点实况资料,结合风速高度订正和分风向误差风速分析,建立考虑地形的PP法模型.释用结果表明:考虑地形的PP法模型能有效提高EC细网格产品大风预报精度,平均绝对误差低至2.57 m/s;应用卡尔曼滤波法实时吸收最新资料,能实现释用模型回归系数的滚动更新,预报风速平均绝对误差由2.91 m/s降至2.6...     

盆地模拟水动力油气二次运移隐式多重网格法

本文提出一种高效率求解油气二次运移的方法,以水动力为油气运移模型,采用多重网格加速方法．典型油气二次运移的计算表明：该多重网格加速方法极大地提高了求解油气二次运移的偏微分方程速度,其计算工作量为O（N）（N为网格节点数）,解的收敛速度与网格尺度无关,当网格密度增加时,仍能保证偏微分方程解的稳定性．本文在数值模拟之后,对东营凹陷的实际资料进行了处理,其计算结果表明本文提出的多重网格方法对油气运移的计算有良好的实用意义．     

起伏地表QR径向基函数有限差分及其在弹性波逆时偏移中的应用

弹性波逆时偏移不受倾角和偏移孔径的限制, 能够实现任意复杂构造的高精度多波成像, 是目前最精确的多分量资料偏移成像方法之一.逆时偏移算法的核心是波场延拓, 传统波场延拓以水平基准面为边界条件, 基于固定采样步长进行规则网格剖分, 采用阶梯近似法处理起伏地表和复杂构造界面时会产生台阶散射, 严重影响起伏地表复杂构造的成像精度.基于无网格节点模型, 定量分析了弹性波模拟中径向基函数有限差分法的频散关系和稳定性条件.基于此, 提出一种基于QR径向基函数的高精度有限差分方法, 并提出一种优化的起伏地表自适应节点剖分方法, 推导了精确的无网格自由边界条件和弹性波无网格混合吸收边界条件, 形成了新的基于无网格的起伏地表弹性波数值模拟方法.此外, 本文将此无网格径向基函数有限差分方法应用于精确的纵横波场矢量分解公式, 实现了起伏地表弹性波逆时偏移成像.通过对高斯山丘模型, 起伏凹陷模型和起伏地表Marmousi-2模型进行数值试算, 验证了本文方法的有效性和可行性.