明满交替流数值模拟中的精细积分法

建立具有统一形式的明满交替流控制方程。由于系统阵刚性而导致明满交替流数值模拟的计算精度低和收敛性差。在交错网格上对控制方程进行空间上的数值离散后，加入伪时间导数项进行预处理，改善系统阵的刚性。通过采用系统阵增维的方法将非齐次状态空间方程转化为齐次方程，避免了矩阵求逆运算，增强计算的稳定性；预处理后系统方程每一个物理时间步的求解都相当于一个稳态问题，需要花费大量的计算时间，借助于精细积分法可以采用大步长的优势来加快求解速度。有效地解决了明满交替流建模中由于刚性而引起的数值稳定性问题和预处理引起的积分时间较慢的问题。而且这一方法具有程序容易实现的优点。     

小区自来水管网压力自动控制系统设计及性能分析

针对小区自来水管网供水系统中存在的漏损现象,设计基于闭环控制的自来水管网压力自动控制系统,与先导式减压阀配套,通过控制系统来调节先导阀,实现供水压力最优管理策略,从而有效控制漏损量。分析系统进、出水口压力及执行器上腔压力的变化关系,运用功率键合图建立压力控制系统的数学模型,进行数值分析,研究控制系统进水口压力波动及执行器上腔压力对出水口压力的影响。结果表明:系统出水口压力主要受执行器上腔压力影响,与进水口压力变化关系极小;应用功率键合图所建立的数学模型是可行的,该模型对自来水管网压力自动控制系统的设计优化及压力管理策略实施具有指导意义。     

桩基质量检测中的动态模拟及参数拟合研究

本文将桩模拟为土介质中的弹性纵向振动杆件，以一维波动方程为基础进行有限元数值离散分析，通过调整参数将理论曲线与实测曲线相似合，进而判断出桩的各种缺陷。     

长江口南支河段悬移质含沙量计算模型

本文给出了一个水平二维悬移质计算模型,对现有的输沙方程作了改进.文章阐述了新输沙方程的推导、差分计算格式及稳定性,讨论了用优化方法确定挟沙能力的理论基础及计算公式。编制了相应的程序、并应用长江口南支河段实测资料进行率定及验证计算. 结果表明,模型给出的输沙方程及优化方法在理论上是正确的,实用上是可行的.其中优化率定方法还可应用于环境等同类问题的计算.     

四种湍流模型计算回转体流噪声的对比研究

分别采用目前应用较广的四种湍流模型结合RANS方程和FW-H声学模型(The Ffowcs Williams and Hawkings Acoustic Model)对水滴型潜艇模型的流噪声进行模拟,并将计算结果分别与试验值进行了对比分析,从中我们知道对于本文的计算模型和条件,相比较于其他三个湍流模型 RNG k-结合RANS方程和FW-H声学模型的方法可以较好的预报潜艇的阻力和流噪声.     

基于考虑含气量变化浆体水击模型的复合管道水击数值计算

作者在提出了考虑含气量变化的同液两相流浆体水击基本方程的基础上，建立了考虑含气量变化的浆体水击模型。运用该模型对某电厂除灰系统管道进行了水击数值计算，根据计算结果提出了合理的建议，该建议已被采纳和应用。同时将计算结果与原有清水水击模型和浆体水击模型的计算结果进行比较，结果表明：该水击计算模型在进行同液两相流水击计算时精度高，可用于工程计算。     

基于SSSC的电网潮流计算

基于静止同步串联补偿器(SSSC)静态模型,将SSSC对网络的影响转化为节点等效注入功率,推导节点注入功率与SSSC控制参数的关系。根据给定功率控制目标建立新的状态方程,提出了一种在给定功率控制目标条件下含SSSC网络的潮流算法。该方法在计算过程中不修改原有网络的节点导纳矩阵,只在原有网络潮流方程的基础上,选取新的状态变量,将SSSC对网络的影响转移到对潮流方程的修正中去,并通过算例验证了该方法的有效性。     

大型垂直升船机主提升系统的建模探讨

通过对三峡升船机主提升系统的结构分析，抽象出该提升系统扭转振动力的力学模型，并运用拉格朗日方程建立相应的数学模型，运用Ｍａｔｌａｂ计算模型的固有频率，主振型。     

基于功率-电流混合潮流约束的内点法最优潮流

提出了一种基于直角坐标下功率 — 电流混合型潮流约束的最优潮流模型。该模型对系统中的非零注入功率节点采用功率失配型潮流约束,而对零注入功率节点采用电流失配型潮流约束。这种混合模型结合了功率和电流型潮流方程的优点:对于零注入功率节点,该模型具有电流型潮流方程一阶导数为常数、二阶导数为0的特点,从而使雅可比矩阵和海森矩阵更容易计算;对于非零注入功率节点,该模型也比电流型潮流方程更好处理。该模型特别适合非线性预测 — 校正内点法的最优潮流,多个大规模算例测试证明该模型收敛性更好,计算效率更高,尤其适合求解含较多零注入功率节点的大规模电力系统最优潮流问题。     

电力系统动态灵敏度计算的伴随方程方法

提出了计算电力系统动态灵敏度的一种新方法。针对电力系统的某一性 能指标函数，构造了系统的伴随方程。伴随方程是一组与系统动态方程规模相同的微分代数 方程组。通过求解一次伴随方程，即可计算该动态性能指标关于所有可调参数的动态灵敏度 系数，因而其计算效率约为直接法的np倍(np为系统可调参数的个数)。同时，在求 解伴随方程时采用了因子表重用技术，有效地提高了计算效率。采用该方法，只需在常规的 暂态稳定分析计算之外附加很小的计算量，即可求得系统的动态灵敏度系数。文中讨论了与 伴随方程方法相关的、动态系统的一些基本特性，以及伴随方程的构造方法，并且给出了伴 随方程方法的算法流程和数值实例。〖ＫＨ５Ｄ〗〖ＨＴＨ〗     

Numerical algorithm of distributed TOPKAPI model and its application

The TOPKAPI （TOPographic Kinematic APproximation and Integration） model is a physically based rainfall-runoff model derived from the integration in space of the kinematic wave model. In the TOPKAPI model, rainfall-runoff and runoff routing processes are described by three nonlinear reservoir differential equations that are structurally similar and describe different hydrological and hydraulic processes. Equations are integrated over grid cells that describe the geometry of the catchment, leading to a cascade of nonlinear reservoir equations. For the sake of improving the model＇s computation precision, this paper provides the general form of these equations and describes the solution by means of a numerical algorithm, the variable-step fourth-order Runge-Kutta algorithm. For the purpose of assessing the quality of the comprehensive numerical algorithm, this paper presents a case study application to the Buliu River Basin, which has an area of 3 310 km^2, using a DEM （digital elevation model） grid with a resolution of 1 km. The results show that the variable-step fourth-order Runge-Kutta algorithm for nonlinear reservoir equations is a good approximation of subsurface flow in the soil matrix, overland flow over the slopes, and surface flow in the channel network, allowing us to retain the physical properties of the original equations at scales ranging from a few meters to 1 km.     

基于直接积分法的水闸稳定可靠度分析

随着计算机的发展,在计算非线性大变异的极限状态方程和懈决多模态相关问题的可靠度时,直接积分法具有很高的精度.依据直接积分的基本原理,通过理论分析解决了直接积分法的几个关键问题：积分区域的规则化处理,联合概率密度函数构成和多维数值积分计算;编制了能应用于可靠度计算的计算程序,并针对水闸抗滑稳定安全系数公式非线性的特点,借助随机参数的统计分析,计算出已建水闸稳定的可靠度指标和失效概率.与精确的Monte-carlo数值模拟法相比,两者非常接近,从而对水闸的稳定性和安全可靠性作出了评价.由计算可知,水闸稳定的可靠度指标β值受上游水位、摩擦系数f的影响更敏感些.     

调水工程明渠水力控制线性化数学模型

分析了调水工程水力控制的现状和发展趋势，结合现代控制理论．把圣维南方程线性化，并给出了明渠水力控制的状态空间模型。通过实例，把线性化数学模型计算结果，同传统非线性算法结果进行比较。研究表明在小波动瞬变流条件下，新的线性化数学模型可以比较准确地描述明渠系统的动态特性。     

A NEW METHOD OF CHANNEL FRICTION INVERSION BASED ON KALMAN FILTER WITH UNKNOWN PARAMETER VECTOR

1.INTRODUCTION Floodhydrauliccalculationhasbecomeanec essarytechnologyinengineeringdesignsandflood disastercontrolprogramming.Eventhoughthe theoryoffloodhydraulicsimulationhasbeenfully developedsince1970s,andalotofcommercialor freesoftwarehasappeared,suchasMike11and HEC RAS,therearesomeobstaclesinengineering applications.E.g.,therationalityofmodelpa rametersisthebaseofreliabilityofsimulation.Es pecially,thechannelfrictionisstilldependenton engineer’sexperience,althoughitcanbeobtained …     

潮流方程的割线法求解

电力系统潮流分析是研究电力系统稳定的重要手段,通过数值仿真的方法把电力系统的详细运行状态呈现给运行人员,以便了解给定条件下电力系统的稳定运行状态。潮流计算是求解一组潮流方程描述的非线性方程组,而在电力系统的发展中,涌现出了多种优秀的潮流算法,如牛顿-拉夫逊法、快速分解法等。本文利用割线法的思想克服了牛顿-拉夫逊法对初值敏感的缺点,简化了潮流方程的求解,达到了较准确求解潮流方程的目的,同时计算速度与快速分解法相近。     

求解不可压层流的一种全隐数值格式

该文基于SMAC(simplified marker and cell)方法,发展了一种在任意曲线坐标系中求解不可压黏性层流的全隐数值格式。基本方程是以逆变速度为未知变量的动量方程和关于压力修正量的Poisson方程。所有方程离散在MAC交错网格系统中进行。根据构造的全隐数值格式自编程序对一可简化成二维层流的后台阶流场进行计算,通过与已有的实验结果和计算结果进行比较,确认目前的计算结果优于比较的计算结果,和实验结果也相当吻合。为进一步验证该数值格式的可靠性,扩展程序对三维后台阶层流进行计算,结果表明,三维计算结果比二维计算结果更加接近实验结果。     

Application of direct computing of one-way coupling technique in seismic analysis of concrete gravity dam

A dam-reservoir system subjected to an earthquake is a nonlinear system,because the fluid equations are always nonlinear regardless of the linear or nonlinear model used for the dam body.Therefore,transient analysis is necessary.In this study,dam-reservoir interaction during earthquake excitation was modeled by utilizing coupled finite element equations based on the Eulerian approach.Direct computing of the one-way coupling technique was used to solve the coupled equations.This technique is based on a simple assumption that the fluid hydrodynamic pressure is applied to the dam body while the deformation of the dam has no influence on the water field.Seismic response analysis of the Sonla concrete gravity dam constructed in Sonla Province,Vietnam was carried out as a verification example.The results of the methodology introduced are in close agreement with results of the iterative method and the solution procedure is found to be less time-consuming than that of the iterative method.This method is very convenient and can be easily implemented in fmite element programs with fluid-structure interaction modules.     

浮体在浅水中运动产生的孤立波

本文对在浅水中以跨临界速度运动的浮体产生的兴波问题作了数值计算，用作者提出的求解浮体波动问题的新方法，将浮体与流体接触的物面作为自由表面处理，使Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程用于此问题的全域直接数值求解，数值结果使我们得到了新颖的浮体运动产生的孤立波解。     

The effect of variable viscosity on the flow and heat transfer of a viscous Agwater and Cu-water nanofluids

A numerical study is carried out to study the effects of the temperature dependent viscosity on the flow and heat transfer of a nanofluid over a flat surface in the presence of viscous dissipation. The governing nonlinear partial differential equations are transformed into nonlinear ordinary differential equations, and are solved numerically by the Keller-box method. The numerical results indicate that the effect of nanoparticle volume fraction is to increase the heat transfer and hence enhance the thermal boundary layer thickness. This is true even in the presence of variable viscosity and the viscous dissipation. Furthermore, the results obtained for heat transfer characteristics with nanoparticles reveal many interesting behaviors that warrant further study on the effects of the "nano-solid-particles".