一维非均匀流对流方程高阶数值解法

本文在文献[1]所给出的二点六阶格式的基础上,考虑了速度变化,对该数值格式进行了进一步发展,使其适用于求解一维非均匀流对流输移问题.理论分析和模拟非均匀速度场上的单波对流输移验算结果表明,经发展后的格式在速度变化和浓度分布梯度较大的情况下,与现有格式相比能较准确地模拟浓度的输移,其精度高于现有常用格式,在解决实际工程问题中有较高的应用价值.     

对流方程的一种新数值解法

运用修正局部 Crank-Nicolson 方法解流方程, 得到了一种新的计算简单、无条件稳定的显式格式. 计算结果表明, 新格式的计算结果与精确解吻合较好, 与原 Crank-Nicolson 格式相比计算误差明显改善.     

对流扩散方程局部分析解的数值模拟

本文提出了数值求解对流扩散方程的局部解析算法。首先将方程在一个时间步内线性化，然后，将解表示为初始各单元脉冲解的迭加，如此得到的近似解是由初始单元解表达的解析式，具有与一般数值方法(差分、有限元等)完全不同的优势。分别对一维和二维方程的几个典型算例进行了计算，获得了令人满意的数值结果，精度高且没有稳定性的限制，说明本方法具有较强的应用价值。     

对流扩散方程数值耗散的定量研究方法

针对对流扩散方程数值耗散问题普遍缺乏明确定量指标的现状,提出了度量数值耗散程度的定量指标及其研究方法,即借助广义"假扩散"系数这一定量指标来度量某一离散格式的数值耗散程度,其数值上近似等于具有相同扩散效应的真扩散所对应的扩散系数,其中真扩散效应可通过求解纯扩散问题的高精度数值解近似得到。采用该方法研究了三阶QUICKEST离散格式的数值耗散规律,分析了时间步长、流速大小及空间步长对"假扩散"系数的敏感性以及相关性,得到了"假扩散"系数的具体表达式,进而验证了该定量研究方法的可行性。     

在井流影响下的对流—弥散问题研究

本文针对在对流－弥散问题的数值计算中，井点附近容易出现不合理的现象，从理论上推导出井流项（源汇项）在对流－弥散方程中的具体表达式，探讨了问题出现的原因，并提出了求解对流－弥散问题的４种计算方案。最后通过一个算例，验证了本文处理源汇顶的可行性，并对４个计算方案进行了比较，计算结果表明，在实际应用中，可以忽略弹性储（释）水对溶质运移的影响，也可把注水进为浓度第一类边界处理，经这样处理后所引入的误差不超     

确定含水层参数的数值解法

本文介绍一种根据抽水试验资料确定承压含水层及越流层参数的新解法。它是美国学者W.E.Kelly和I.Bogardi两教授在1993年水文学杂志上新发表的一项成果。解法根据非稳定流理论和最小残差平方估计方法,通过降深的时间变化率来分析这些参数。计算可以在计算机上利用具有回归分析功能的表格软件完成,也可以藉小型计算器进行,操作简单,结果可靠。     

一种适体坐标下复连通区域的流场数值计算方法

本文介绍了一种简便地处理复连通域内流场数值计算问题的方法。将复连通域分解成多个单连通域，分别进行网格划分，再组合还原，通过网格变换系数将地形对流场的影响带到流场计算过程中去。完成流场计算。     

原始变量时间推进法计算封闭腔内自然对流换热

发展了一种原始变量时间推进数值方法,对求解域采用非等距交错网格剖分,对方程组各项的离散,是利用泰勒级数于网格点展开取二阶精度进行,对压力及压力修正的求解,则是采用SIMPLE方法进行。 将该数值方法应用于封闭方腔层流自然对流换热的计算,对不同瑞利数（Ra）条件下的数值试验显示,该数值方法物理概念清晰,计算稳定,计算结果精度高。     

基于比例边界有限元法的结构-地基动力相互作用时域算法的改进

本文基于比例边界有限元法(Scaled Boundary Finite Element Method)的缩减基函数解法,对结构无限地基动力相互作用的时域算法进行了改进。通过选择适当的基函数数目,缩减结构-地基接触面上的自由度,以减小卷积积分所带来的计算工作量,推导了缩减自由度后运动方程的表达式。通过重力坝和拱坝加速度频响曲线的算例,对比了不同程度缩减的基函数和全部基函数对计算精度和效率的影响。结果表明,基函数的缩减可使计算效率明显提高,但精度损失不大。当采用60％的基函数时,计算效率提高5倍,而峰值频响曲线的精度损失却不超过4％。因此,该算法比较适合于大型结构地基动力相互作用问题的时域分析。     

长腔体内混合流体行进波对流的高精度数值模拟

该文构造了含源项的对流-扩散方程的高精度紧致格式,并应用于求解描述混合流体行进波对流系统的控制方程.其中,对流项采用四阶精度的紧致格式离散,扩散项用四阶对称格式离散.首先对长高比为46腔体内的混合流体行进波对流系统进行验证性计算,得到了瞬态的对传波(counterpropagating wave)以及两种类型的调制行进波(modulated traveling wave).验证结果与其他前人的数值模拟结果非常吻合.该文计算得到了延伸行进波(extend traveling wave),在此基础上通过减小瑞利数,分析了局部行进波的稳定性对Rayleigh数r的关系,并确定了局部行进波的稳定范围为r=1.12～1.22.     

河网对流输移问题的求解及应用

本文针对平原河网地区，河道纵横交错，水流流向顺逆不定、水流中输送的物质浓度属非稳态非均匀变化等特点，推导得到了适用于各种流动情况下，求解河网对流输移问题隐式差分方程的一套计算公式，及相应的河网计算方法，运用这一方法进行数值求解，不仅能反映上述各种特点，还具有所需的计算机内存少，计算速度快，易于掌握及应用方便等优点。     

长江乌江交汇口水力特征数值模拟分析

采用SMS水动力学软件构建二维数值模型,对长江乌江交汇口水域在不同汇流比下的水面形态、流速分布及交汇口处分离区、滞留区等位置进行分析可知,计算河段水面存在横比降,弯道处凹岸水位壅高,凸岸水位跌落,且在上游交 汇角处形成滞留区;交汇口下游水文断面支流侧形成分离区,分离区外侧水流流速明显增大,形成最大流速区.其成果可 ...     

数值波流水池构造方法研究

该文在FLUENT软件平台下构造了二维数值波流水池.基于不可压缩流体RANS方程建立数学模型,使用VOF方法追踪自由面位置;将水池入口取为波浪与水流相遇并产生相互作用的起始位置,给定入射静水波和水流叠加的边界条件;在水池下游设置消波区,采用动量源项消波方法对波浪进行衰减,消除波浪在水池出口边界处的反射,生成了波浪和水流共存的稳定流场.针对不同水流流速剖面和波浪条件进行了数值模拟,并通过实验数据考核数值水池模型的准确性.对Thomas的实验数据进行数值仿真,得到了不同流速的均匀逆流对波高和波长的影响;针对剪切流,模拟了Kemp等的实验数据,计算不同波幅的波浪在非均匀顺流和逆流中的变形.结果显示,数值结果与实验数据吻合良好,表明了该数值波流水池模型能够较为准确地模拟波浪和定常水流的相互作用.     

有限元法数值试井分析中第三类边界条件的处理方法

建立了单相流体在不稳定渗流条件下的有限元方程.重点介绍了当外边界有断层存在,且断层上有一定的流体通过时的处理方法.将井壁视为内边界,在空间上用三角形单元对求解区域进行剖分,在时间上采用向后差分离散.通过求解有限元方程得到了无因次压力、无因次流量的变化规律.通过对边界上参数不同的模型进行比较分析验证了方法的正确性.结果表明,用有限元法研究第三类边界条件的数值试井问题是可行的.     

水库调洪数值—解析解法及其应用

水库调洪数值—解析解法是调洪解法的发展。它在理论与实用上满足了在遭遇大洪水，尤其是特大洪水情况下，水库实时洪水调度计算所需的高速度与高精度的双重要求。本文根据调洪数值计算的现有研究成果，结合大伙房水库复杂的泄流方式，提出了大伙房水库针对各种情况的调洪计算方法集，并以浑河“９５．７”大水为例，探讨了各种调洪计算方法的综合具体的应用。