干旱区植物水分生态位适宜度的数学模型及其过程数值模拟试验研究

在干旱地区水分是影响植物生长的限制因子。文章分析了沙地植物的水分利用状况 ,通过扩展经典生态位理论的内涵 ,用数学抽象方法定义植物水分生态位适宜度为其水分最适生态位点与现实生态位点的贴近度 ,建立了响应数学模型及数值模拟方法 ,依据试验观测结果进行了植物水分生态位适宜度过程的计算分析 ,所获结果具有较高的精度。

锚固层状岩体的复合加固理论与数值模拟试验分析

根据复合材料力学的理论和方法,将层状岩体-砂浆-锚杆支护系统看成一种由岩体(基体)、锚杆(增强材料)和砂浆(黏结材料)组成的加固复合材料,建立这种复合材料的细观力学等效模型。理论分析这种锚固复合材料的宏观力学性质与其各组分材料性能以及细观结构之间的定量关系;在大型商业有限元软件基础上进行二次程序开发编制,进行锚固复合材料的数值模拟试验研究,分析岩体强度、锚杆尺寸、砂浆强度以及锚杆几何布置间距等参数变化对层状岩体锚固复合材料的黏聚力和内摩擦角值的加强增长幅度,定量评估岩体锚固复合材料的等效强度特性。运用所建立的岩体锚固复合支护系统等效力学模型计算了锚固岩体相似模型试件的弹性常数和黏聚力和内摩擦角值,理论与数值模拟分析结果与岩体锚固的模型试验结果具有较好的吻合度,表明所建立的理论模型和数值分析方法是可靠的,可为岩土工程的设计与稳定性评价提供参数依据。

钢纤维管片接头局部应力的数值模拟试验

为评价少筋钢纤维混凝土管片接头的力学性能以便于工程中推广应用,对管片接头及手孔在施工及使用阶段的局部应力进行了三维非线性有限元数值模拟试验。内容包括:①施工阶段,千斤顶作用下管片的局部抗压性能;②施工阶段,盾构均匀推进及纠偏工况时管片变形及环缝上的应力、应变分布;③使用阶段,使用荷载作用下管片体、纵缝的变形及应力分布。结果表明:不论在施工阶段还是使用阶段,管片体、接头的主压应力均在允许范围内,但接头榫头局部主拉应力偏大,超出了钢纤维混凝土的抗拉强度,设计时需要加强;而手孔部位的局部主拉应力较小,均在控制应力范围之内。

气候变暖对我国水稻生产可能影响的数值模拟试验研究

根据水稻田间试验资料和历史气候资料，对水稻模式（ＯＲＹＺＡｌ）进行分析验证，并在此基础上，利用随机天气模型将ＧＣＭｓ（ＧＦＤＬ、ＵＫＭＯＨ和ＭＰＩ）与作物模式相嵌套，以数值模拟试验方法探讨了气候变化对我国水稻生产（包括早稻、中稻和晚稻）的可能影响，结果表明，在未来气候情景下，我国的水稻产量将有不同程度的下降（平均减产幅度早稻为３．７％，中稻为１０．５％，晚稻为１０．４％）．温度升高使发育加快，生长期缩短，是水稻减产的主要原因，但由于各季水稻生产时空分布的不同，气候变化对它们的影响也不相同，因此，随着气候的变暖，适时地调整种植制度、品种状况和生产活动是非常必要的。

森林下垫面陆面物理过程及局地气候效应的数值模拟试验

文中基于大气边界层和植被冠层微气象学基本原理 ,建立了一个森林植被效应的陆面物理过程和二维大气边界层数值模式。并应用该模式进行了植被和土壤含水量等生物和生理过程在陆面过程和局地气候效应方面的数值模拟试验。所得数值模拟试验结果与实际情况相吻合。结果表明 ,应用该模式可获得植被温度、植被冠层内空气温度、地表温度日变化特征 ;森林下垫面大气边界层风速、位温、比湿、湍流交换系数的时空分布和日变化特征。该模式还可应用于不同下垫面 ,模拟陆面物理过程与大气边界层相互作用机制及其局地气候效应的研究 ,这将为气候模式与生物圈的耦合研究奠定一个良好的基础。

9406号台风登陆造成华南及长江中游暴雨过程的数值模拟试验

本文应用有限区域数值预报模式，并根据不同的积云参数比方案对1994年第6号台风登陆后低压的移动规律及其对应降水分布进行了数值模拟试验，结果表明积云对流参数化对于台风移动及其降水分布影响极大，是作出台风暴雨预报的关键过程、而不同积云对流参数化又对登陆台风系统及降水预报有不同的影响。从本次试验看，对Kuo（197）对流参数化方案中湿润因子的改进使得预报24小时降水中心量值更接近实际。

异形多级颗粒模型的数值模拟试验与破碎实验

针对3种形状的岩石样本进行3D扫描,得到岩石外形的云点数据,构建了异形岩石几何模型;结合高倍显微镜观测的岩石岩相,定义了岩石颗粒间的粘结模型和接触模型,建立了异形多级颗粒的力学模型;基于EDEM软件,在振动慢剪破碎试验机上进行数值模拟试验,并统计岩石破碎后的岩石产率。经与破碎实验结果对比分析后的结果表明:岩石粒度分别在<4、<8、≥8 mm时,数值模拟试验与破碎实验得到的岩石产率与外锥转速的关系曲线趋势基本一致;破碎机在外锥转速为45 r/min、内锥频率为40 Hz时岩石产率最大、破碎效果最佳;数值模拟试验与破碎实验的相关系数分别为0. 95、0. 97和0. 97,建立的异形多级颗粒模型能够较好地模拟岩石破碎机理。

数值模拟试验在土木工程专业课程教学中的应用

结合目前土木工程专业课程教学试验现状及存在问题,提出基于数值模拟技术和现代多媒体教学技术的数值模拟试验理念。介绍数值模拟试验的主要思路及应用范围,并结合目前土木工程专业课程教学中师资及相关设施等条件,对数值模拟试验可行性和亟需解决的主要问题进行分析。结合数值模拟试验实际案例,对数值模拟试验的操作思路及教学效果进行介绍。

影响巷道变形与破坏节理力学参数的正交数值模拟试验研究

采用正交数值模拟试验方法研究了节理力学参数对巷道变形与破坏的影响。选择法向刚度、切向刚度、粘聚力、内摩擦角、剪胀角、抗拉强度等6个因素、5个水平的正交试验方法进行了相关的UDEC数值模拟试验。试验结果表明:节理法向刚度和内摩擦角是影响巷道变形与破坏最敏感也是最重要的参数,增大节理法向刚度和内摩擦角可显著提高节理的抗变形能力;节理粘聚力和切向刚度对巷道变形也有明显影响。

复合材料磁悬浮列车车体结构数值模拟(Ⅱ)——车体结构性能数值模拟试验

以参数化磁悬浮列车车体有限元模型为基础,在各种载荷和边界条件下开展数值模拟试验,研究各种运营环境中车体结构的静力学和动力学性能。在Siemens NX中完成车体在各种典型载荷工况下的结构静力学和动力学性能模拟试验,包括车体结构载荷变形、车体主要连接部件结构力学性能、车体频率及振型、车体结构线性屈曲性能,以及车体动力响应性能等。数值模拟结果认为给定的复合材料磁悬浮列车车体设计可行,同时验证参数化车体有限元模型的有效性。

双涡互旋的数值模拟试验

本文应用准地转正压无辐散模式对双涡的相互作用进行了数值模拟试验.试验结果表明:(1)只考虑相对涡度平流的情况下双涡以互旋为主,而且随着初始间距的缩小,互旋越来越明显.双涡的相互作用与它们的初始间距以及它们的强度和结构有密切的关系.(2)双涡的移动加速和减速都是出现在它们移动方向改变的时刻,当移动方向向逆时针方向变化时移速减慢,否则加快.

一次特大暴雨过程的数值模拟试验

利用MM5V3非静力模式对2003年8月25日12:00至26日00:00发生于鲁西南地区的一次特大暴雨天气过程进行了数值模拟分析。模式较成功地模拟了这次特大暴雨天气过程,再现了中β尺度低涡的发生、发展和消亡过程。数值模拟结果表明:本次暴雨过程具有较强的中尺度特征,暴雨区上空低层近东西向的切变线及其强烈的辐合上升运动和高空急流核入口处右侧的辐散上升运动的耦合,是导致中β尺度低涡迅速发展而产生此次特大暴雨的触发机制,西南急流和低空偏东风回流的水汽输送以及层结不稳定对这次特大暴雨的产生有重要作用。

传动轴结构损伤识别的数值模拟试验

在带有裂纹的轴结构件中,当裂纹较小时,传动轴的裂纹参数与其固有频率的变化率相关联。通过对由固有频率的变化率确定轴结构件裂纹参数的理论分析和通过截取频率变化率趋势图的等高线并取其交点来反推出裂纹的位置和深度的方法,可识别其裂纹位置和深度。文中给出了有关计算公式,并进行了数值模拟。从模拟结果看,这种方法可以很好地识别传动轴的损伤程度,从而为轴结构件的改进设计及含裂纹的轴结构件剩余寿命的估算提供了理论依据。

南海夏季风建立的数值模拟试验

利用中国科学院大气物理研究所全球谱模式(T42L9)对南海夏季风建立的过程进行了数值模拟试验.试验结果表明:通过青藏高原的动力作用和东南亚地区强大的潜热加热产生印度洋上跨赤道的偏南辐散风、高原南侧的偏西辐散风、高原东侧的偏北辐散风和西太平洋上的偏东辐散风,这4支散度流加强南海海域大尺度低空辐合,南海的雨季和西南季风爆发.

强对流天气的数值模拟试验

将 RAMS中尺度模式从 VAX/VMX平台移植到 Win95/NT平台 ,并结合中尺度天气系统的特点 ,自行研制了与该模式相配套的前后处理技术 ,从而在 586高档微机上建立了强对流天气中β尺度数值模拟系统。并利用本系统就均匀初始场、加密观测资料和常规报文资料作为非均匀初始场分别进行了模拟试验。结果表明 :移植是成功的 ,系统能够模拟出对流系统的发生、发展和演变及其宏、微观结构 ;强对流系统出现时往往对应上升和下沉气流都比较强、变化剧烈 ;系统提供的最大垂直速度、总动能和各种水物质极值随时间的演变都是很好的对流发生。

0216号台风降水及其影响降水机制的数值模拟试验

文中用MM5模式对 0 2 16号台风 (森拉克 )降水进行了数值模拟 ,取得了较好的效果。模拟得到的台风降水中心强度和位置以及降水的分布与实况基本相符。文中还对影响热带气旋降水的机制进行数值模拟试验。结果表明 :冷空气入侵热带气旋外围可以大幅度增加热带气旋外围及倒槽的降水 ,但入侵到热带气旋中心附近的冷空气使热带气旋强度减弱 ,造成中心附近降水明显减少 ,但其外围与倒槽的降水明显加大 ;地形作用使迎风坡及降水中心增加雨量 ,背风坡雨量减少 ,从而使降水分布更不对称、更不均匀 ;大陆及其近海的湿度场对热带气旋降水有较大的影响。

对流层臭氧的数值模拟试验

建立一个一维大气化学模式,利用该模式模拟 O_3等微量气体的日变化和 O_3的一些敏感性试验。结果表明:CH_4和 CO 的增加会使 O_3增加,水汽增加将使 O_3减少;温度升高使自由大气中O_3减少,而使边界层中 O_3增加;太阳辐射的加强使自由大气中的 O_3减少,边界层中 O_3增加。最后,研究了边界层结构对大气微量气体分布的影响。结果表明,模拟低层大气微量气体的变化需要考虑边界层结构的影响。

基于数值模拟试验的混凝土强度及变形体积效应研究

采用RFPA2D软件对混凝土试件进行数值模拟试验,研究试件体积对混凝土破坏形态、强度及变形的影响规律。结果表明:混凝土破坏形态随着体积的增加越显复杂化,抗压强度随之非线性减小,而其破坏后的残余强度随之增大。

节理岩体变形参数数值模拟试验研究

通过获得岩石和结构面的物理力学参数,建立岩块和结构面的概化模型,运用三维有限元程序对不同岩块和结构面组合成的岩体模型进行数值模拟试验,从而得到不连续面的不同组合岩体变形参数的影响和变化规律。

船闸库区引航道通航安全数值模拟试验研究科技项目通过验收

2012年10月14日，浙江省交通运输厅在杭州主持召开厅科技项目《船闸库区引航道通航安全数值模拟试验研究》课题验收评审会。中国水电顾问集团华东勘测设计研究院作为该课题第一合作单位参加会议，并进行了成果汇报。