基于MLP-ANN与Markov Chain的土地利用变化预测方法——以锡林郭勒盟为例

以北方草地典型地区—内蒙古锡林郭勒盟为案例区,在1995年到2000年的土地利用变化与驱动力分析的基础上,利用土地利用转换类型和驱动力模型,采用多层感知人工神经网络模型分析了各种土地利用类型未来的转换潜力;利用马尔可夫链模型,预测了2005和2010年土地利用格局。预测结果显示：高覆盖度草地减少幅度最大,中覆盖度草地减少相对和缓,高、中覆盖度草地的减少造成了未利用地和低覆盖度草地的增加,尤其是前者增加的幅度最大;从空间分布看,高覆盖度草地的减少集中在西北部地区,主要转变为中低覆盖度草地,中覆盖度草地的减少主要集中在西南部地区,其流向主要是以沙化土地为主的未利用地;案例研究表明,多层感知人工神经网络模型与马尔可夫链模型的结合与应用能够在很大程度上预测稳定驱动力作用下的土地利用变化趋势,从而为生态干预提供指导。     

黄淮海地区冬小麦光温生产潜力数值模拟研究

建立了一个冬小麦光温生产潜力数值模式,该模式可以模拟瞬时光合作用并充分考虑了冬小麦叶片空间分布特征。研究结果表明,北京地区冬小麦光温生产潜力与抽穗前１０天至成熟期辐射量相关性最大,年际之间存在４年和９～１０年的变化周期。黄淮海地区冬小麦光温生产潜力变幅在９０００～１０９５０ｋｇ／ｈｍ^２之间,其中河北石家庄地区和山东胶东半岛为两个高值区,超过１０５００ｋｇ／ｈｍ^２。模拟结果与当前黄淮海地区冬小麦高产实践结论具有较好的一致性,可为该地区作物高产提供一定的理论指导     

烟气输运和水喷淋相互作用的大涡模拟研究

本文应用大涡模拟方法，并结合Smagorinsky亚格子尺度模型，数值研究了烟气输运和水喷淋的相互作用问题。为了有效地模拟烟气输运过程，文中采用低马赫数近似下的三维可压缩Navier-Stokes方程和组分方程进行求解，并采用有限差分法数值计算了滤波后的控制方程。对于燃烧过程扣所产生的热释放，采用Lagrangian粒子携带热量的近似方法来模拟，这些运动粒子进一步用来标识烟气的输运过程，同时还近似模拟了水喷淋和热气流的相互作用过程。文中数值计算了燃烧火源所形成的热气流和烟气输运过程，以及与水喷淋的相互作用，并探讨了喷水装置的喷水量、喷射角和水颗粒直径对流动特性的影响。     

基于JAVA技术的易燃易爆毒性云团扩散软件的开发与应用

针对易燃易爆及有毒有害物质在生产、储存和运输过程中经常发生泄漏事故所造成的严重后果,进行该类事故的模拟和仿真研究;通过对几种气云扩散数学模型进行分析,利用JAVA技术开发出高斯模型、BOX模型、LTA-HGDM模型扩散模拟软件,该软件具有良好的环境兼容性,通过输入相应的参数即可方便快速地进行后果模拟;通过实例进行软件应用,其结果可以为政府规划和为企业事故发生后采取相应的应急措施提供依据。     

平板模型对液化石油气连续泄漏扩散模拟分析与探讨

对目前主要的气体泄漏扩散模拟计算模型进行比较分析,选择平板模型用于液化石油气连续泄漏扩散模拟计算,运用假设中型和大型泄漏的计算实例结果,通过与挪威船级社(DNV)开发的SAFETI风险评价软件的计算结果进行对比分析,可以得出:在静风条件下,平板模型对液化石油气连续泄漏扩散模拟的准确性高。随着云团扩散密度降低,平板模型计算偏差逐步加大,且计算偏差随风速的增大而变大,因而利用平板模型进行模拟计算的结果应予修正。     

排烟口布置方式对高层建筑火灾排烟效果的影响

高层建筑发生火灾时,烟气对人员的生命安全有着非常大的威胁,因此有效地控制烟气在建筑物内的扩散对于人员的逃生是非常重要的。通过高层建筑内烟气流动的数学模型,采用k-ε两方程三维紊流模型对高层建筑火灾时排烟口布置于走廊顶棚和走廊侧壁时的机械排烟进行模拟。结果表明,排烟口的布置方式不同对排烟效果的影响很大。排烟口置于顶棚时比排烟口置于侧壁时排烟效率高近10％,走廊内危险性低。在进行排烟设计时应优先考虑将排烟口设置在走廊顶部。     

高压管道天然气泄漏扩散过程的数值模拟

采用CFD模型的方法对高压管道内的天然气泄漏和扩散过程进行了数值模拟。其结果表明,从高压管道泄出的天然气在大气中主要表现为高速射流的泄漏过程和随后的扩散过程。在泄漏过程中,天然气在泄漏口附近为欠膨胀射流,整个泄漏过程具有一定的高度;在扩散过程中,天然气在浮力作用下以向上扩散的形式发展。研究了不同环境风速对扩散过程的影响,较大的风速可以使天然气向下风方向更远的距离扩散,从而增大了天然气爆炸危险浓度的范围。研究结果可     

单跑楼梯井内火灾过程的数值模拟

针对单跑楼梯井内的火灾过程,采用大涡模拟方法,通过改变单跑楼梯井顶层门的面积,探讨了门面积的改变对楼梯井内火灾过程中空气卷吸量、排烟量、楼梯井内平均氧气浓度以及楼梯井内外压差的影响,分析了火灾烟气流动的动力学特征。研究结果表明,随着单跑楼梯井门开口面积的增加,空气卷吸量和排烟量均增加,井内平均氧气浓度增加而井内外压差逐渐降低。计算结果显示,在火灾场景中,当单跑楼梯井顶层门面积较小时,以上物理量对门高度的变化更为敏感。     

负压防护急救车车厢内生物污染物运动扩散的数值模拟与试验验证

为掌握负压防护急救车车厢内生物污染物的分布情况,运用计算流体动力学(CFD)方法和拉格朗日颗粒随机轨道模型,对该车车厢内生物污染物的运动扩散进行数值模拟;并通过试验对比研究车厢内污染物浓度场的分布状态,试验与模拟的结果基本一致。同时表明:该随机轨道模型较好地反映生物污染物运动扩散的时空分布特点;负压防护急救车车厢内污染物浓度较高,医护人员应穿戴有效的个人防护器材。     

某装药弹振动特性的安全分析

为分析某装药弹的振动特性,并为该弹提供必要的力学数据,建立某装药弹模态方程。采用ANSYS软件对该弹振动特性进行了数值模拟,利用Block Lanczos法求解,得到前10阶振动固有频率和振型。分析结果表明:低阶频率主要以摆动和转动为主,高阶频率主要以弯曲扭动为主,低阶频率对该弹的影响比较小,高阶频率对该弹的影响比较大,尤其是7～10阶频率,该弹的主振频率为1053.8 Hz,为该弹的优化设计提供科学依据,在加工、储存、运输和使用条件下应低于该频率;为验证该方法可信度,采用某小型装药弹进行了实验验证,实验结果和仿真结果偏差小于1%;同时证明该有限元数值分析的方法是经济可靠的。