港池泊稳的能量平衡方程数值模拟

对基于能量平衡方程的多向随机波浪传播数学模型进行改进,通过模拟不同防波堤绕射引起的港池泊稳,验证模型的合理性和有效性。利用非线性弥散关系提高模型计算浅水变形的精度;采用二次逆风差分格式离散控制方程,避免了加入绕射项引起的数值耗散;并将文氏谱加入模型中,使其更加适合中国海域的工程应用。应用改进后模型绘制的双突堤和岛式防波堤绕射系数图与我国《海港水文规范》图进行了对比。对比结果十分接近,可以较好地描述港池的泊稳状况,为综合计算波浪在近岸的浅水变形、折射、绕射、反射和能量耗散等作用奠定了基础。

非稳态流动过程能量平衡方程及其应用探讨

文章从理论推导与实际应用两方面探讨了热力学教材中存在的问题,认为国内外多种教材在非稳定流动过程能量平衡方程的推导中只考虑了物质流的非稳定性,疏忽了与物质流密不可分的状态参数、运动参数、位置参数的非稳定性。

段能量平衡方程组主变量修正法及与其他几种算法的比较

详细介绍主变量修正法的原理及求解过程,采用典型算例,从初值要求、迭代次数等方面比较其优越性,进一步证明主变量修正法在求解段能量平衡方程组方面的实用性和优越性.

蒸汽化学吞吐的能量平衡方程

假定 :油层的加热面积是乳化原油的内表面。这是由于在形成的水包油乳化液中 ,内表面远远大于外表面的面积。内表面的增加可以用Heaviside阶梯函数来描述 ,它的微分为Dirac函数。系统的内能可以分为两部分 ,一个是体相内能 ,一个是表面能。根据上述假定 ,我们导出了能量平衡方程 ,探讨了乳液的传热机理 ,指出在乳液中温度的空间变化可以忽略 ,油滴的温度可以认为是均一的和时间无关。在乳液中的热扩散速度比在油层中要快的多 ,这就是为什么蒸汽化学吞吐比蒸汽吞吐更好的原因之一。

有效总能量平衡方程及其它

作者在定义了单位质量气块（空气元）的有效总位能的概念基础上，采用空气元的观点又推导了有效总能量的数学表达式，导出了形式上与Ｂｅｒｎｏｎｌｌｉ方程（总能量平衡方程）完全相同的有效总能量平衡方程。此外，还推导了有效总能量收支方程．并就一些可能应用的问题进行了讨论。

基于波能量平衡方程模拟波浪在柔性植物区的传播与变形

基于CMS-Wave波浪数学模型,通过在其波浪能量平衡方程中引入植被波能损耗项,并考虑了波浪的折射、反射、破碎、波流相互作用及底摩擦等作用,计算了有植被作用下的波浪传播与变形.该模型的求解以波能平衡方程为基础,采用有限差分法进行数值离散,并应用Gauss-Seidel迭代法计算离散的方程组,得到计算域的波高、周期以及波向等波浪要素信息.首先通过模拟一维简单地形和二维复杂地形的波浪传播,对模型的适应性及有效性进行评估;随后对不规则非破碎和破碎波浪在柔性植物区的传播变形进行模拟,计算结果表明,修正的CMS-Wave模型能够精确地计算植被影响下波浪在复杂地形的传播与变形,这可对近一步研究近海湿地植被的消波效应及湿地海域极端风浪的防灾减灾提供技术支撑.

基于能量平衡方程的多向随机波数学模型的研究与改进

本文在基于能量平衡方程考虑绕射项的多向随机波数学模型的研究基础上,将非线性弥散关系和底摩擦能量耗散引入原模型中,以提高模型计算波浪浅水域变形的精度。另外,在输入方向谱上,加入我国《海港水文规范》推荐的文氏谱和改进的光易型方向分布函数,使模型的应用范围更广。改进后的模型考虑了波浪的浅化、折射、绕射、反射、破碎、底摩擦以及非线性。选择椭圆形浅滩地形和莱州湾海域地形,分别利用改进前和改进后的模型对多向随机波传播变形进行数值模拟。通过对计算结果的比较分析证明,改进后的模型更具适用性与合理性。

锅炉的能量平衡分析

依据能量平衡模型及能量平衡方程 ,在锅炉能量平衡计算结果的基础上 ,定量地分析了锅炉的热效率和火用效率的关系 ,提出了提高锅炉能量有效利用的几种方法。分析认为 ,提高锅炉热力参数是提高锅炉火用效率和热效率的重要途径。

基于能量平衡的基础隔震结构地震响应预测及优化设计法研究

为了能快速准确地预测基础隔震结构隔震层响应的上限值,针对隔震层设置滞回型阻尼器的基础隔震结构建立地震能量平衡方程,根据等价往复滞回次数下限值经验公式提出考虑等价往复滞回次数降低的地震响应预测法。给出了预测式的推导过程,分析了阻尼量较大时等价往复滞回次数降低的现象,通过非线性时程分析验证了该预测法的准确性。分析了最优总剪力系数设计的剪力降低效果。利用总剪力降低率和位移降低率的线性组合构建优化设计目标函数,在此基础上提出能够考虑剪力和位移不同侧重需求的优化设计法。通过对6层钢框架基础隔震结构进行优化设计和时程分析验算,验证了优化设计法的可行性与高效性。

煤巷掘进过程中能量转化机制研究

巷道掘进是保证采掘接续的必要基础。以煤巷掘进过程中能量转化机制作为切入点,在理论上分别建立储存总能、弹性区变形能量、塑性区耗散能量之间的方程式。通过三轴加卸载试验,具体讨论围压与煤体储存能量、卸载速率与能量的释放、升轴压速率与能量的演化之间的关系。数据分析可知:围压越大,煤体储能越大;围压不变的情况下,卸荷速率越大,煤体释放能量越小;升轴压加载速率越大,破坏时的围压和轴压强度越大。此研究可为煤巷掘进过程围岩的稳定性包括预测岩爆、空顶距最值确定、掘进速度等提供借鉴。

大气边界层湍流能量交换特征研究进展

从一维湍流能量平衡方程出发,回顾了近几十年湍流能量平衡方程中的各项以及Karman常数k的研究成果,总结了大气边界层湍流能量交换特征的研究概况和热点问题,并对今后发展趋势做了展望。实验研究表明,湍流能量平衡方程中的各项在不同条件下有不同的形式;传统的能量产生和耗散的局地平衡假设存在不足,特别是在不稳定条件下,垂直的湍流输运和压力脉动对湍流能量收支起了非常重要的作用。Karman常数与Rossby数和Reynolds数无关,在比较光滑的下垫面上k近似等于040±001。

基于能量法的调谐黏性质量阻尼器地震响应预测式研究

建立附加调谐黏性质量阻尼器的多层钢框架结构,简要分析其力学模型。建立能量平衡方程,并给出主结构弹性振动能、阻尼器弹性振动能、阻尼器黏性阻尼耗能的表达式,推导出剪力系数和层间位移的预测式。提出质量阻尼能量分散系数和黏性阻尼能量分散系数的简化计算公式。利用时程分析法验证了预测式和简化计算公式的准确性。利用位移降低率和剪力降低率的不同线性组合得出不同使用要求下的阻尼器优化置放量。结果表明:(1)简化计算公式能够近似地计算能量分散系数;(2)本文的预测式包络时程分析法的结果,能够比较准确地预测结构的地震反应;(3)当采用优化分布规律,质量比为0.2,刚度比为0.8,阻尼器阻尼比为0.8时,各种使用要求下的减震效果最佳。

森林生态系统的能量流动

森林生态系统的能量流动,是指太阳辐射能被森林生态系统的吸收、固定、转化与消耗的物理化学过程,以及能量的收支状况。它直接影响到森林生态系统的结构、演替和生产力。因此,研究森林生态系统的能量流动,对于提高森林生产率有着十分重要的意义。

混合型多电平变流器桥臂电容电压平衡的原理与控制

混合式多电平变流器(HMC)能够实现有功无功独立控制,在直流侧发生故障时,交流侧电流仍然可控,这对于构成直流电网有重要意义。文中研究了HMC的电压合成方法以及在静止同步补偿器(STATCOM)模式下和高压直流(HVDC)模式下的能量平衡原理。基于能量平衡的原理,提出了STATCOM模式下和HVDC模式下桥臂电容稳压控制方法,并提出了HVDC模式下桥臂电容稳压的具体实现方法。为了验证所提出的能量平衡原理及控制策略,根据仿真算例所提供的参数,搭建了端对端直流输电的PSCAD仿真模型,对HMC的启动充电、解锁、有功渐变和直流故障过程进行了仿真。仿真结果显示,HMC能够实现有功无功独立控制,能够隔离直流侧故障,所提出的能量平衡原理与控制方法能够实现桥臂电容的稳压控制。

经典内弹道学基本方程的气体动力学推导

本文从气体动力学观点,推导了经典内弹道学建立在平衡态热力学基础上的能量平衡方程。

纸张在超声干燥工艺下的数学模型分析

为了对超声波环境下的纸张干燥工作进行较为准确的定性分析,研究提出了一套纸张在超声干燥工艺下的数学模型。基于纸张超声波干燥的主要过程推导出干燥系统的质量平衡方程和能量平衡方程,进而从纸张含水率和纸张温度两方面的角度提出了超声干燥下的平衡方程。根据数值模拟分析结果可知,研究提出的数学模型能够较为准确地描述出超声波环境下的纸张干燥过程,具有一定的应用价值。

基于修正Paris法则的沥青混合料抗疲劳开裂性能分析

疲劳开裂是沥青路面常见的病害,它的出现会显著降低路面承载力并加速水损害、车辙等其他病害产生,影响路面服役耐久性与行车安全性,因此准确评价沥青混合料的抗疲劳开裂性能至关重要。研究以损伤密度作为表征变量,通过能量平衡方程及修正Paris法则建立可准确描述沥青混合料内部众多裂缝无规则发展的抗疲劳方程,并提出采用Paris模型参数n′进行沥青混合料抗疲劳开裂性能评价;进而选取4种类型沥青混合料,进行2种应变水平下的重复拉伸力学试验,计算获取各沥青混合料损伤状态下的动态模量与相位角以及破损密度曲线,最终通过修正Paris模型拟合获取抗开裂性能评价指标,并以此量化4种沥青混合料的抗疲劳开裂性能。

一种浅水波浪数值模型的应用研究

简述目前几种浅水波浪数值预报模式 ,介绍了国内外以能量平衡方程预报浅水波浪的若干模式 ,重点介绍了应用当今最新波浪研究成果发展起来的并经过若干理论及现场观测资料验证的 SWAN模型 ,详细论述了模型的特点及其适用性 ,其动谱能量平衡方程的数值离散格式及对能量源汇项的处理方法 ,利用 SWAN模型计算了在不同水深时流场对波浪传播的影响 ,并与线性波流理论计算结果进行比较 ;最后 ,将模型应用于海安湾的浅水波浪数值计算 ,模拟湾内波高及周期场分布 。

利用变分法计算西北典型干旱区地表通量的研究

利用 2 0 0 0年 5～ 6月在敦煌进行的陆面过程野外观测试验加强期的观测资料 ,采用变分法计算了西北干旱区荒漠戈壁的地表感热通量和潜热通量 ,并与Bowen比能量平衡方法 (简称BREB法 )的结果进行了对比。结果表明 :变分法由于同时应用了地表能量平衡方程和相似性廓线方程 ,充分利用了边界层观测资料的信息 ,避免了BREB法中出现在Bowen比接近于 - 1时产生的计算不稳定和虚假的峰值 ,使计算的通量结果更趋合理和稳定。同时也计算了动量和感热的总体输送系数 。

水中大电流脉冲放电电弧通道发展过程分析

针对基于Braginskii阻抗模型求解电弧通道注入能量时,与实验设置相关的放电系数求解过程复杂,且结果难以准确地反映电弧通道发展特性等问题,该文提出基于电弧通道电压、电流的水中大电流脉冲放电电弧通道发展过程分析方法。采用“活塞”模型阐述通道快速膨胀过程及激波产生机理,提出基于电弧通道电压、电流实测数据剥离电感分量计算注入通道能量的方法,借助能量平衡方程对通道发展过程进行建模分析。与基于传统Braginskii阻抗模型的求解结果对比表明,该文提出的方法可以更准确地描述电弧通道的加速膨胀特性,为深入探究电弧通道的发展机理提供依据。