管道输沙两层流动模型分界面位置的确定

在重力作用下,泥沙沿输送管道横截面的分布呈现上层稀疏下层浓密的特点。据此可将整个流动简化为具有不同平均速度和平均浓度的两层流动。以中沙在直径为150 mm管道上的实测流动为例,用迭代方法确定了两层流动的分界面位置,结果表明两层流动模型能够刻画泥沙在管道中流动的主要特征和内部结构。

温州永强平原地面沉降分析中地下水位变化研究

温州市永强平原由于大量开采地下水,进而诱发地面沉降.为查明地面沉降与地下水位的关系,模拟该区地面沉降变化特征,本文采用二维水流模型,通过有限元法分析,对永强平原不同年份地下水位变化进行了分析及预测.

余热锅炉汽包水位波动的不确定性成分研究

燃气-蒸汽联合循环系统余热锅炉的汽包水位波动具有不确定性成分,其存在影响到控制系统的性能。根据现场数据并结合有关两相流研究成果,对水位波动不确定性成分的形成机理及其模型的建立等进行了研究,得到水位波动的不确定性成分主要来源于低频的压降振荡引起的谐波及随机噪声两部分的结论。然后,利用ARMA噪声建模的方法来恢复谐波成分并建立了统一的噪声模型,针对谐波成分的特点设计了LMS自适应信号陷波器,来分离开谐波得到了水位的确定性成分。最后的仿真结果表明了文中对不确定性成分的分析与建模是合理的。

水位下降过程中气相对土坡稳定性的影响

基于饱和-非饱和水-气二相流模型,对土坡在水位下降过程中的孔隙水压力、孔隙气压力、毛细压力及水相饱和度的变化过程进行模拟;基于模拟得到的不同时刻的渗流状态,采用Bishop简化方法推导出考虑孔隙气压力及坡外水压力的土坡安全系数计算公式,分析了水位下降过程中不同渗透性土坡安全系数的变化规律,及基质吸力和气相的存在对边坡稳定性的影响。结果表明:水位下降过程中土坡的安全系数逐渐减小,水位下降后土坡的安全系数略有增大;考虑气相影响后土坡的安全系数降低,考虑基质吸力影响后土坡的安全系数增大;岸坡土体的渗透率越大,水位下降过程中安全系数较大,而水位下降后安全系数较小。

水库降低水位运行对库区水质影响的预测研究

水库在很多情况下会降低水位运行,在大坝检修或治理时通常也会降低水位。为了定量研究水库降低水位运行期间库区水质的分布及变化规律,采用数值模拟的方法对某水库水质进行了预测。建立了大型水库平面2维非恒定流水动力模型和水质模型,采用该水库实测成果对模型进行了验证,并利用该模型对该大坝治理期间降低水位运行对库区水质的影响进行了预测。结果表明:随着水位降低,库区污染物浓度升高,水质变差;随着水位回升,污染物浓度降低,水质逐渐变好。水库降低水位运行将对水质造成不利影响,因此,在水库低水位运行期间,需严格控制库区污染源,同时加强水环境监督管理与监测。本文模拟结果对于开展水库降水位期间水环境影响的定量预测评价、保护库区水环境具有一定的理论意义和应用价值。

气液两相流动与固壁相互作用耦合求解的研究

气液两相流动与固壁相互作用的研究是液滴撞击壁面运动研究的重要基础。以结合了VOF和Level Set两种方法优点的用于气液相界面追踪的复合Level Set-VOF方法和利用唯象分析方法建立的能够反映接触角滞后性及壁面性质对润湿过程影响的壁面润湿模型为基础,提出了气液两相流动与固壁相互作用耦合求解流程,给出了气液两相流动与固壁相互作用耦合求解过程中接触线速度的计算方法及边界条件的确定方法。通过与已有实验结果的对比,对提出的气液两相流动与固壁相互作用耦合求解方法的有效性进行了验证。

基于日调节非恒定流影响的长江叙渝段最不利通航水位数值模拟

长江上游金沙江、岷江上梯级电站的日调节作用对其下游河道水流运动产生影响,两江水流在宜宾交汇、叠加,两股非恒定水流的耦合使下游河道水流运动规律变得更为复杂。为确定长江干流叙渝段在上游干、支流梯级水库日调节影响作用下的最不利通航的水流条件,建立了兼顾计算精度、效率、稳定性的二维非恒定流数学模型,在确定岷江、金沙江非恒定流代表工况的基础上,数值模拟了下游河道水流参数变化规律。结果表明,洪水传播过程中存在明显的坦化现象,沿程李庄、泸州、朱沱测站水位变幅渐次降低,水流非恒定参数也呈沿程减小的趋势,下游河道水流的非恒定性主要受基流及流量变幅都较大的金沙江向家坝日调节过程影响;进而确定了金沙江、岷江最不利来流条件组合工况。

双层级医疗设施选址问题及禁忌搜索算法

分级诊疗有利于充分利用已有的医疗资源,是医疗卫生体制改革的重要内容,因而在医疗设施选址时需要考虑医疗机构的层级性。本文以两个层级的医疗设施作为选址研究对象,建立了双层级多样流的混合整数规划模型。针对该模型的特点,设计了一种基于禁忌搜索的算法确定最优选址策略。最后,以上海市某区社区卫生服务中心以及区域医疗中心为研究对象,给出相应两个层级医疗设施的选址方案,并对相关参数对选址结果的影响进行了分析。算法求解结果为有就医需求的居民提供指派,使该区域的医疗资源利用率得到了提高,医疗设施配置也更加合理均衡。

竖井水平旋流消能工竖井与起旋室的数值模拟

文章应用k-ε紊流模型,用VOF方法对公伯峡竖井水平旋流泄洪洞竖井和起旋室的水力特性进行了模拟,并将数值模拟的结果和模型试验数据进行了对比,结果表明k-ε紊流模型应用于模拟竖井水平旋流消能工竖井段和起旋室的水力特性是可行的,数值模拟所得的各种水力特性,可以满足体型初步设计与优化的要求。

水位上升对土坡稳定性的影响

基于饱和-非饱和水-气二相流模型,对土坡在水位上升作用下的孔隙水压力、孔隙气压力、毛细压力和水饱和度的变化过程进行模拟,得到水位上升作用下的渗流变化规律;采用简化Bishop方法推导出土坡安全系数计算公式,基于土壤渗流变化规律,计算了水位上升作用下土坡安全系数随时间的变化规律,分析了孔隙气压力、毛细压力和坡外水压力对安全系数的贡献。结果显示:水位上升过程中,土坡的安全系数先呈现轻微减小趋势后开始逐渐增加,当水位稳定后,土坡安全系数逐渐降低;孔隙气压力的存在不利于土坡稳定,而毛细压力和坡外水压力的存在有利于土坡稳定。

一二维联解潮流数学模型在防洪评价中的应用

针对单纯使用一维或二维数学模型难以准确高效模拟大型涉水工程对水域影响的问题,通过利用一、二维联解潮流数学模型,在珠江口某港区码头工程附近使用二维模型,对该区域流场和流速变化范围进行模拟,其余水域采用一维模型模拟。结果表明,工程对珠江东四口门及工程周边水域水位、流速、河道潮量及分流比、潮排、潮灌、排涝等影响不大。结论认为,一、二维数学模型联解计算可以用于大型工程,尤其是海域内大型工程的防洪评价计算,并能够得出较为可靠的计算结果。

考虑风光利用率和含氢能流的多能流综合能源系统规划

传统多能流综合能源系统往往面临绿色可再生能源装机比例低、利用率低的问题,同时氢燃料汽车的逐渐普及将增加对氢能的需求,将电能转化为氢能是满足交通部门潜在氢需求的有效途径。针对风光装机比例低、利用率低和氢能需求的问题,提出了一种考虑风光利用率和含氢能流的多能流综合能源系统规划方法。首先,计及氢能流构建了电/热/冷/氢多能流综合能源系统。其次,考虑系统年投资费用、运行费用和风光利用率的多目标,构建双层规划-调度模型,以电、热、冷、氢等4种形式能量平衡和元件工作特性为约束,采用非支配性排序遗传算法和商用求解器结合的混合智能算法进行求解。最后,以某地区实际工业园区为例,对所提方法进行验证。案例结果分析表明所提出的方法可有效降低系统年总投资成本,显著提高风光装机比例和利用率,提高系统运行稳定性和经济性。

南水北调中线总干渠左岸坡水区防洪水位研究

南水北调中线总干渠左岸防洪堤部分为标准堤段,且当上游区域为坡水区时,左岸洪水流态具有明显的二维流特点,采用二维非恒定流数学模型模拟坡水区洪水演进过程,并计算出总干渠沿线水面线。根据计算的多片坡水区水面线结果,分析了总干渠左岸各种类型地形沿线水深分布,较好地解决了防洪堤设计中防洪水位的计算问题。

基于服务体/执行流模型的MiniCore系统的容错设计

空间环境中的计算机系统要求高可靠性.针对存储受限的空间嵌入式实时系统,从内存可靠性和任务容错调度两个角度出发,提出了一种两级容错设计方案.该方案由系统级的周期性内存检错纠错机制和任务级的一种改进的主/副版本容错调度机制组成.方案的实验验证在一款基于服务体/执行流模型(SEFM)设计的嵌入式操作系统Mini Core中进行.加入两级容错机制后,内存数据准确性得到保证,Mini Core内核代码空间增加了约33%,时间性能指标略微下降,任务的执行成功率和调度质量显著增加.

麻村作业区码头工程对河道行洪的影响分析

为分析红水河龙滩翻坝系统一期工程麻村码头工程建设后对其所在河道的行洪影响,文章通过水文分析计算软件建立麻村作业区码头所在河段的二维水流数值模型,对比分析不同工况下工程建设前后河道水位和水流流态的变化情况。经计算,麻村作业区码头建成后,河道水位变化幅度在-0.33~0.025m之间,水位受影响范围不超过码头上游800m、下游500m;码头附近流速总体有一定增减,最大增加值可达0.24m/s,最大减小值达0.84m/s,但在200m左右的范围内其变化量迅速消减至0.1m/s以下。研究结果表明麻村作业区码头的修建对其所在河段行洪和河势影响不大。

轨道交通车站出入口客流预测——以北京市为例

针对轨道交通车站出入口客流精准预测问题,综合考虑车站周边土地利用情况、交通接驳条件、车站属性和吸引力等因素,构建了双层客流预测模型,包括基于多元非线性回归的交通小区层客流预测以及基于CRITIC法的出入口层客流预测。模型以可获取数据为基础,先预测交通小区内所有出入口客流总量,再将客流总量分配至交通小区的各出入口。随机选取不同类型轨道交通车站对模型有效性进行验证,结果表明,出入口日进站量的模型预测值与实际值误差在30%以内,平均误差为20%,具有较高的预测精度。

改进的VOF方法对气液两相流振荡流动和传热计算的影响

在VOF(volume of fluid)模型的基础上,引入level set函数,形成CLSVOF(coupled level set volume of fluid)模型对气液两相流的振荡流动和传热过程进行数值模拟,与只采用VOF模型模拟的结果进行对比分析,并与实验结果相比较.结果表明:无论是针对矩形空腔中两相流的振荡流动和传热,还是活塞冷却油腔中机油的振荡冷却过程,采用CLSVOF模型都可以更为准确地模拟气液两相流的振荡流动规律,传热系数计算值也与实验结果保持了更高的一致性.对于活塞冷却油腔中机油的振荡冷却计算,随着转速即雷诺数的增大,传热系数计算值的误差开始增大.在极限转速3 000r/min时,CLSVOF模型的误差为3.8%,VOF模型的误差为7.5%,CLSVOF模型的误差增幅稳定在0.6%左右.CLSVOF模型的误差较小且误差增幅稳定,说明其计算准确性更高.

基于碳排放流理论的园区综合能源系统低碳经济调度

在园区综合能源系统(park integrated energy system,PIES)的低碳经济调度研究中,从外网购电所带来的碳排放量难以准确估计,给PIES低碳经济调度的准确性带来了严峻的挑战。因此,文章利用外网电能的碳流密度对其隐含碳排放进行精确核算,并建立了PIES低碳经济调度双层优化模型,最后在一个典型PIES中进行了算例分析。结果表明:相比于单一的PIES经济调度,所提优化模型可以在只提高4.82%运行成本的前提下,降低PIES约21.37%的碳排放量。同时,通过所提模型可以对PIES的碳流分布进行优化,消除系统的碳薄弱环节,提高PIES的环保性。