带滩槽地形的连续弯道中纵向流速横向分布解析

本文基于沿水深积分的动量方程,假定二次流项和弯道附加应力项沿横断面呈线性分布,提出了预测弯道垂线平均纵向流速的解析计算方法,进一步提出了河槽区和河滩区垂线平均纵向流速沿断面分布的求解模式,并将其应用于带滩槽地形的反向连续弯道水槽中. 根据实测数据率定计算参数,该模式可计算不同出口水深条件下断面垂线平均纵向流速分布,计算结果与实测数据吻合良好.分析了线性分布假设中参数随水深变化的取值规律和沿横断面分布特点,并对参数进行了敏感性分析,分析表明线性假设中一次项系数分区位置对流速峰值的大小和位置影响较大,常数项根据地形横比降变化进行分区取值,流速计算值对常数项在水平段和斜坡段分区位置较为敏感,并根据参数的敏感度提出了参数沿水槽的均值作为参考值.讨论了动量方程中二次流项和弯道附加应力项沿弯道的横向分布规律,进一步认识线性假设的适用范围,结果表明线性假设在本文试验水槽中适用于弯道沿程.研究成果有助于认识带滩槽地形的连续弯道纵向流速分布特征及其形成机制.      

无标度网络中灾害蔓延的应急响应分析

对无标度网络中灾害蔓延的应急响应进行了分析,根据系统的网络结构和灾害蔓延的当前状况制定出不同的应急策略.为评估各种策略的优劣,仿真说明了目标攻击和随机攻击下各种应急策略的异同.接着,讨论了各种策略在应急响应时间变化时,灾害得以控制所需的最大最少外部资源数量的变化.最后,在总资源数量和应急响应时间的不同组合下,分析了最优应急策略的选择.在资源受限情况下,同时考虑网络结构和蔓延现状的策略是最佳选择.     

考虑电离作用的淤泥异向絮凝三维数值模拟

鉴于试验观察淤泥絮凝结构的技术难度,本文尝试以布朗动力学为基础,采用蒙特卡洛方法动态模拟电离作用下颗粒成长为絮团的过程.为结合实际情况,泥沙颗粒初始位置由颗粒粒径和淤泥密度决定,颗粒初始速度按照相应条件下高斯随机分布给定.边界条件用和实际符合较好的循环边界.在模拟数据分析的基础上,讨论并比较了颗粒粒径和淤泥密度对絮凝时间以及絮团开放程度的影响.另一方面,讨论了电离作用后颗粒电荷量对絮团生长的影响.解释了泥沙颗粒表面电荷密度变化对絮凝过程和絮团结构的影响,模拟结果和实际情况较为一致.     

三维空间下非均匀泥沙絮团分形维数计算方法比较

运用有限扩散凝聚模型对絮凝体的成长过程进行了三维模拟。在三维空间下,分别运用密度函数法、球体的回转半径法、沉降法推导了均匀沙、非均匀沙絮凝体分形维数的计算方法,建立模型计算并比较了各分形维数方法的计算值。结果表明:三种方法计算得出的分形维数均为1.75~2.19,回转半径法得到的分形维数略大于密度函数法和沉降法;均匀沙、非均匀沙维数均随颗粒数的增加而降低;非均匀沙絮团的分形维数略大于均匀沙絮团维数值。研究结果对黄河等高浊度细颗粒含沙水流的治理与处理具有一定的理论和实际应用价值。     

复杂地形条件下WENO-Roe方法在浅水模拟中的改进

在分析浅水方程与二维空气运动方程差异的基础上,在不改变原有浅水方程形式的前提下,提出了局部水位法离散连续方程,并针对动量方程中底坡项提出了更具普遍意义的离散方法,保证了浅水方程离散后的平衡性。通过不规则地形下潮流以及混合流流动的模拟,得到的计算结果符合物理实际,与精确解符合良好,最大相对误差不超过4%,验证了此方法在复杂地形上的平衡性,同时本方法又具有良好的间断捕捉能力与稳定性。