三峡库区某煤矿码头岸坡渗流场分析与稳定性评价

由于三峡工程的建设,在库区进行码头建设必须考虑库水位调度对岸坡稳定性的影响。本文以重庆奉节县某煤矿码头的实际工程为例,基于饱和-非饱和渗流理论,采用有限元数值模拟方法,分别模拟计算与分析了静态库水位、库水位上升和库水位下降几种工况下岸坡的渗流场,并在此基础上采用剩余推力法计算得到岸坡不同工况下最危险滑动面的位置和相应的稳定性系数,据此对岸坡稳定性进行了评价,以为库区码头设计及施工提供依据。     

新疆西昆仑康西瓦构造带地质特征及演化

康西瓦构造带位于新疆西昆仑地区，是青藏高原西北缘一条重要的构造带。新藏公路沿线地质考察发现：构造带由多条长期活动的断裂带构成，沿断裂有糜棱岩带、角砾岩带和片理化带分布，同时发育韧性、脆性变形；构造带两侧的地层时代与沉积建造、变质程度、岩浆活动以及遥感图像和地貌形态都存在明显的差异。糜棱岩定向标本研究表明，构造带中韧性变形具有右行剪切特征；运动矢量及应力场模拟计算证实。构造带中脆性变形的构造运动以水平运动方式为主。综合这些资料及前人的研究成果，本文认为康西瓦构造带是印度洋板块与欧亚板块碰撞过程中在板块边界形成的一条右行走滑构造带。     

增大库水位日降幅联合降雨条件下张家祠堂滑坡稳定性分析

库水位下降对滑坡的稳定性变化有重要影响。以张家祠堂滑坡为例,利用Geo-studio软件的Seep/W模块和Slope/W模块分别对滑坡渗流场和稳定性进行数值模拟计算,分析降雨和不同库水位下降速率对该滑坡稳定性的影响规律,并结合滑坡变形的调查情况和数值模拟计算结果对该滑坡进行稳定性预测与评价。结果表明:张家祠堂滑坡为降雨型滑坡,相对于降雨,增大库水位日降幅对滑坡稳定性影响非常有限;预测在非汛期增大库水位日降幅条件下,滑坡整体基本稳定;滑坡在中前部虽有变形,但滑坡整体并未形成连续贯通的软弱面,因此该滑坡目前为基本稳定;滑坡在最危险工况(库水位日降幅1.2m/d+降雨)下的稳定性系数为1.154,滑坡处于基本稳定状态。     

基于有限元数值模拟的碎石土滑坡变形研究

碎石土滑坡主要由降雨触发滑动而产生破坏,在多雨的山区较为常见。选择皖南山区典型碎石土滑坡——皂汰滑坡为研究对象,通过实地查勘,对其地质环境条件、结构特征和坡体稳定性进行了分析,并在此基础上,利用Geostudio软件建立有限元数值模型,对皂汰滑坡的变形特征和形成机理进行了数值模拟研究。结果表明:皂汰滑坡的变形可分为碎石土堆积形成、冲沟切割及古滑坡形成和松散堆积体进一步蠕动变形三个阶段,数值模拟计算结果较好地印证了滑坡稳定性的调查结果和解析法判断。     

晋宁磷矿排土场磷流失模拟研究

本文采用小区试验方法，对磷矿山排土场磷流失进行了为期一年多的现场模拟，研究小区紧靠排土场布设，分三种不同结构类型，包括灌草，纯草和无植被空白对照小区各１个。应用小区长观资料模拟计算出了晋宁磷矿排土场的月，年坡面产流量、泥沙流失量和总磷流失量。     

四川某公路崩塌堆积体稳定性评价

堆积体位于四川某公路K43+040-K43+210段岷江左岸,其物质组成主要是后缘基岩崩塌形成的粒径较大的块体,架空现象明显。特殊的物质组成及其结构特征使得采用传统稳定性评价方法评价其稳定性时面临诸多问题。本文在大量野外现场调查的基础上,分析研究了堆积体的形成机制、坡体结构特征,在此基础上,运用离散元方法分析了堆积体开挖后的变形破坏特征及其运动过程,同时采用定性和定量相结合的方法对堆积体的稳定性进行了综合评价。     

吸附式制冷装置工质特性的计算

本文讨论了用于吸附式太阳能制冷装置的工质──活性炭和甲醇的热物性模拟计算，并利用这些算式对系统进行了优化设计，并对结果进行了讨论。     

厂矿噪声的模拟预测

本文归纳总结了厂矿噪声影响评价的模拟计算方法,分析讨论了其特点及有关问题。     

强混合型河口海域三维──多层二维平面扩散综合模型的研究及应用

根据强混合型河口海域的水流条件及边界条件特点，对温排水污染源，从物理机制入手，提出了三维──多层二维平面扩散综合模型，通过对实际河口海域流速场和温度场的模拟计算可看出。该模型具有较好的精度和实用价值。     

节能型条带煤柱动力系统稳定性分析

为了获得条带煤柱系统稳定性的判定准则和分析方法,本文将煤柱本身视为一个子系统,与顶、底板结合构成条带煤柱动力系统,利用系统运动稳定性理论对其进行描述,并分析了该系统的稳定性及判据,找到了系统的控制变量,同时分析了影响系统控制变量的因素,提出了条带煤柱动力系统防治失稳思路.     

Sub-grid representation of emission source clusters in regional air quality modeling

A key aspect in modeling the fate of pollutants released into the atmosphere is the parameterization of sub-grid scale processes so as to quantify their effect on resolvable scale features. Averaging emissions of species over grid squares characteristic of present-day regional and global models generally results in underpredicting concentrations of these species. This also causes inaccurate predictions for secondary pollutant species derived through complex chemical mechanisms. An algorithm is developed to provide improved sub-grid representation of emissions. A two-dimensional finite element technique is used to discretize the horizontal domain. The three-dimensional transport equation is time-split into this two-dimensional component and a one-dimensional vertical component to represent the transport processes. Compared to the locally one-dimensional finite element method (LOD-FEM), this technique allows use of variable grid sizes in the discretization of the horizontal domain, thus providing for local mesh refinement and consequently improved sub-grid representation in the numerical solution. The advantages of the scheme are inherent: the computational burden in terms of storage requirements is not increased, and the need for developing the troublesome interface boundary condition of a nested-grid procedure is avoided. A simplified first-order chemistry module has been incorporated to test the scheme for both primary and secondary pollutant species. Several test cases are presented to verify the efficacy of the proposed algorithm. Results from test cases for a simplified scenario indicate that the procedure enables one to simulate a more realistic range of concentrations for both the reactant and product species. Furthermore, comparison with the analytical solutions indicates that the numerical scheme is capable of reproducing the analytical solution, both qualitatively as well as quantitatively, in a superior manner compared to a uniform mesh.     

地下水污染物的有限差分模型的修正

为了更好地研究地下水污染问题,在泰勒级数分析的基础上,对一维地下水污染的模型求解过程中有限差分法的截断误差进行了修正,得到了修正后的有限差分解,并对差分格式的稳定性进行了分析。结果表明,没有修正的截断误差是不能忽略的。本文的研究为河流水质污染的防治和预测提供了一种科学依据。     

基于遗传算法的次级河流回水段水质模型多参数识别

根据长江次级河流临江河回水段的实际情况,建立一维水质模型,模型中的各变化项采用有限差分法(FDM)进行离散,以回水段水体中COD和NH3-N的实测资料为基础,利用自适应遗传算法(AGA)对2种污染物的纵向离散系数及一级降解系数进行反演计算,得出回水段COD和NH3-N的纵向离散系数分别为0.5227,0.5196km2/h,一级降解系数分别为0.0342,0.0367h-1;计算值与实测值吻合较好,表明FDM-AGA方法能较好地运用于次级河流回水段水质模型的多参数识别.     

利用FDTD法分析再入过程时计算区域入射波的引入

飞行器再入时形成的等离子体鞘套影响通信和雷达探测。利用FDTD方法分析等离子体鞘套与信号的相互作用具有精度高、算法简便和可移植等优点,但因其需要大量计算机资源,所以现阶段还只能分析某些特征部分的电磁学特性。利用有限计算机资源模拟电磁波在无限空间中的传播,需要一个恰当的一维辅助数组来实现等离子体层和飞行器表面的区域分割并将平面波引入到三维计算空间中。先在一维中编程实现,利用解析方法验证了一维程序的正确性,并利用一维辅助数组将编程推广到三维计算空间中。     

不同数学模型在地表水环境影响评价中的应用研究

采用一维数值解和二维解析解两种方法对某河段25km长区域的COD浓度进行现状模拟。主要结论为：两种方法对中山桥断面的水质模拟效果都不错,但两种方法又各有优缺点。一维数值解法求解过程是动态的,能更形象的模拟污染物浓度的迁移转化,但却损失了断面上的浓度变化细节。二维累积流量法对污染物浓度迁移转化的模拟精度大大高于一维模型,但求解过程是静态的,且需要的数据也多于一维模型。     

基于小波分解与自适应多级残差修正的最小二乘支持向量回归预测模型的PM2.5浓度预测

采用小波分解(WD)将济南市科干所监测站PM_(2.5)浓度的一维时间序列(2013年1月1日—2017年8月15日)分解为高维信息,获得了该监测站附近PM_(2.5)浓度的时频变化特征,重点分析了PM_(2.5)的随机性和趋势性问题.然后构建了基于小波分解的多级残差修正的最小二乘支持向量回归预测模型(AMLRC-WLSSVR),结果发现,该模型能够很好地对济南市PM_(2.5)浓度做出预测,特别是针对重污染天气的预测有很好的精度.为了避免预测结果的不确定性问题,提出了一种基于方差估计给出预测值置信区间上界的方法,同时,有效弥补了单点预测的不稳定性及预测精度不足的缺点,该方法能够为实际空气污染预警提供技术支持.     

初始浓度分布对一维含水层中溶质运移的影响

为了研究含水层中任意初始浓度分布条件下一维含水层介质中的溶质运移规律,采用对流-弥散方程构建考虑任意初始浓度分布条件下一维含水层介质中溶质运移动力学数学模型,模型采用持续注入示踪剂、瞬时注入示踪剂和脉冲注入示踪剂3种不同的边界条件,数学模型的求解采用格林函数法.并通过开展室内一维砂柱实验进一步验证模型的科学性和适用性....     

横向极板电除尘器二维流场的数值模拟

对横向极板电除尘器内二维流场进行了数值模拟,流场模拟采用k-ε双方程模型,计算采用SIMPLE算法。利用有限体积法对计算区域进行离散,用前处理软件GAMBIT对几何模型进行网格划分,FLUENT流体计算软件对内部流场进行数值模拟,得出了内部流场随入口流速的增加,湍动性增加,阻力损失也会增大。     

Direct numerical simulation of the motion of circular pollutant particles in Newtonian fluid

An improved implementation of distributed multiplier/fictitious domain method is presented for the direct numerical simulation of particulate flow. The key improvement is to replace a finite-element triangulation for the velocity and a “twice-coarser“ triangulation for the pressure with a rectangular discretization for the velocity and pressure. For code validation, the sedimentation of a single particle in a twodimensional channel was simulated. The results showed that the simulation is independent of the mesh size as well as the time step. The comparison between experimental data and this simulation showed that our code can give a more accurate simulation on the motion of particlesthan previous DLM code. The code was then applied to simulate the sedimentation of 600 particles in a rectangular box. The falling course ispresented and discussed. At the same time, this simulation also demonstrates that the method presented in this paper can be used for solving the initial problems involving a lager number of particles exaclly with computing durations kept at acceptable levels.     

基于AGA-PP的农村公共安全综合风险评价方法

为了构建一套有效评价农村公共安全风险的指标体系和评价方法,考虑农村环境承载力影响因素对农村公共安全的制约,围绕农村生态承载力、基础设施承载力、社会承载力和人口承载力4个维度,提出能够全面评价农村公共安全风险的指标体系和基于PP（projection pursuit,投影寻踪）模型的风险评价方法.在风险评价方法构建上,采用AGA（accelerated genetic algorithm,加速遗传算法）对PP模型进行改进,实现投影指标函数的快速优化,在此基础上,采用回归分析方法,将时间序列与一维投影值进行拟合,求得一维投影值的预测曲线,通过对一维投影值的预测,利用信息扩散理论将投影值所携带的风险信息扩散至设定的4个风险等级上,用风险熵计算农村环境承载力发展趋势,并借以评价农村公共安全的风险大小.结果表明:基于AGA-PP的评价方法能够最大限度暴露多维指标数据的结构特征.依据最佳投影方向获得的一维投影值与时间序列拟合后,其拟合精度达到0.027 1,较高的拟合精度保证了后续农村环境承载力风险熵值的可信度,这在一定程度上保证了农村公共安全风险评价的可靠性.研究显示,从农村环境承载力的视角评价农村公共安全风险能够很好地反映农村公共安全风险的现实状况和发展趋势.基于AGA-PP的农村公共安全评价方法简单有效,具有评价精度高且与实际吻合度高的特征,能够为公共安全管理部门提供决策依据和方法参考.