插有缓变曲线的反超高弯道二维数值模拟

针对如何减轻水流对河床的冲刷,舒缓弯道冲击力和离心力,降低弯道的水面横比降,改善水流流态等问题进行研究,提出一种新型弯道,即在直道与弯道段之间对称插入缓变曲线的基础上使得弯道凹岸渠底降低、凸岸升高的反超高对称凸型弯道。结果表明:较之圆弯道,对称凸型弯道的水流形态得到很好地改善,反超高对称凸型弯道水面横比降整体降低60%;弯道凹岸基本消除了冲刷。

变压器绕组温度场的二维数值计算

分析变压器绕组的热源和散热条件 ,应用传热学和流体力学的原理建立其温度场和绝缘油流场的有限元方程 ,并确定了边界条件。得到绕组温度场和绝缘油流场的分布 ,并与实测温度值进行了比较 ,误差均在 1K范围内 ,证明了此方法的正确性。

基于Godunov格式的流域地表径流二维数值模拟

采用完整二维浅水方程组模拟地表径流运动时会遇到干湿转化处理的难题,为解决该问题,本文采用坡面流为均匀覆盖流域地表的片状薄层水流的概念开发完成了一套新的基于Godunov格式的地表径流二维水动力模型。模型中,采用三角形网格离散计算区域,修正的Roe格式计算界面通量,底坡项直接积分求解,对高度非线性的摩阻项进行半隐式处理。本模型的最大优势是干湿处理变得异常简洁,单元水面和地形均无需任何特殊处理。通过4个经典算例验证了该模型具有良好的精度和稳定性。最后将模型用于解家湾流域S曲线的计算和实测场次降雨径流过程的模拟,所得计算结果合理、可靠,表明本文模型具备模拟流域地表径流运动的能力,可为小流域汇流计算提供一种新的解决方案。

基于GIS泥石流二维数值模拟

为了模拟泥石流的运动规律,预测降雨诱发的泥石流到达距离和泛滥范围,减少和避免泥石流引起的灾害,给出了一个模拟泥石流运动的二维数值模型。由于GIS中的栅格网络数据可以直接作为有限差分的网格,二维数值模型可用有限差分来求解。模型应用于2003年7月20日发生在日本九州南部熊本县水俣市宝川区集村的泥石流。模拟再现了这个真实泥石流的传播和泛滥的过程,并与实际检测结果很吻合,验证了这个深度积分的二维数值模型的有效性和实用性。模型可用于预测泥石流的流动距离和泛滥范围,以及泛滥范围内的危险房屋和路段,也可以用于泥石流灾害的风险性分析。

一种工程实用的多级轴流压气机特性二维数值计算方法

采用二维(轴对称)数学模型,应用流线曲率法求解多级轴流压气机特性.各种不同因素对落后角和损失的影响以分量的形式表示.该方法通过了大量试验数据的校核,具有较高的准确度.对一台多级轴流压气机的计算结果与试验数据的对比分析表明,该方法能较好地预测多级轴流压气机的特性和非设计工况下级间参数的分布.

卵形头部弹丸对混凝土靶板侵彻的二维数值模拟

采用新发展改进的 HVP数值软件 ,并嵌入含损伤的混凝土本构模型和新的材料单元破坏准则 ,对卵形弹丸侵彻混凝土靶的过程进行了二维数值模拟 ,并讨论了有关的计算结果 .计算结果和实验结果的良好符合表明 ,论文中的力学模型。

多孔介质燃烧的二维数值模拟

利用商业软件FLUENT6.2结合用户自定义标量和用户自定义函数,采用二维稳态模型和简单化学反应机理,对堆积床内丙烷/空气预混燃烧进行了数值模拟,并与实验结果进行对比.结果表明,由于壁面粘性和壁面散热的影响,多孔介质燃烧火焰呈现明显的二维结构.所以在实际的燃烧器设计中应考虑壁面带来的影响.

复杂河网中洪水演进二维数值仿真及其应用

为了模拟复杂河网中分洪后水流在较大平面范围内的流动情况,在考虑河床、进出口和动边界等复杂边界条件下,建立了二维洪水演进数学模型,并采用交替方向隐式(ADI)法进行离散和求解.结合流域实时洪水调度仿真系统的总体框架和调用,建立了模拟洪水在蓄滞洪区内任意位置的水位、流速、淹没水深、历时等演进过程的二维洪水演进数值仿真系统.该系统对永定河分洪区进行了二维洪水实时演进模拟,并结合大清河实测资料进行了模型合理性分析,结果表明,该系统能够适应复杂的边界条件,可为复杂河网实时洪水预报计算和实时洪水调度提供支持.

微波功率双极晶体管热分布的二维数值模拟及功率密度非均匀设计

利用双极晶体管的热电耦合模型对微波功率双极晶体管进行了二维直流稳态模拟 ,并且提出了功率密度非均匀的设计方法 .模拟和实验的结果说明 ,采用微波功率晶体管功率密度非均匀设计可有效提高器件电流密度的均匀性和结温的均匀性 ,从而整体提高器件的可靠性 .

钱塘江口涌潮的二维数值模拟

应用二维有限体积法、Ｏｓｈｅｒ格式及间断拟合法，计算了钱塘江河口涌潮产生、发展到消亡的全过程。该算法能保证水量和动量守恒，且能适应水深巨大变化和动边界。根据钱塘江涌潮的特点，可将其合理概化为一线潮。在网格尺寸较大情况下，计算的一线潮仍保持高分辨率，能准确满足水力学间断条件，且计算量小，可以在微机上实现。在对某实测半日小潮进行率定后，对随后的大潮进行了验证计算，涌潮的主要特征（如涌潮高度、移速、水位和流场等）与实测资料符合良好，证实了模型的合理性和模拟能力。

MOSFET单粒子翻转效应的二维数值模拟

用MEDICI二维模拟软件对MOSFET的单粒子翻转现象进行了计算 ,力图从理论上建立分析器件单粒子翻转的可靠手段 .通过输入不同粒子的线性能量传输值 ,得到了某一结构器件的翻转概率与线性能量传输值的关系曲线 .分析了不同结构参数的变化对单粒子翻转的影响 .模拟得到的结果与电荷漏斗模型相吻合 。

不同上升时间快前沿电磁脉冲引起PN结失效、烧毁的二维数值模拟

利用半导体器件二维模拟软件数值模拟计算了不同上升时间的快前沿电磁脉冲对PN结的毁坏过程,对计算结果作了分析,得到了一维器件模拟无法得到的电流通道等其他二维效应,详细地给出了器件正常工作、失效直至烧毁的全过程。

双层多孔介质内预混燃烧的实验和二维数值模拟

对双层多孔介质燃烧器内丙烷/空气预混燃烧进行实验和数值研究。实验对多孔介质燃烧器内固体温度场分布进行测量分析;数值计算利用商业软件FLUENT6.2,通过添加用户自定义标量方程和用户自定义函数,对有壁面散热的双层多孔介质内预混燃烧进行了二维模拟,并与实验结果进行了比较。结果表明,双层多孔介质燃烧器具有良好的稳定燃烧范围和较低的污染物排放;壁面散热对多孔介质燃烧的影响不可忽视。

蓄滞洪区洪水演进一、二维数值仿真及其在洼淀联合调度中的应用

为了实现蓄滞洪区内各洼淀实时洪水调度,考虑到蓄滞洪区内复杂河网与洼淀交错的情况,建立了河道、滞洪区联合计算的一、二维衔接洪水演进数学模型,在考虑铁路、公路、堤防及桥涵等阻水建筑物等复杂边界条件下,采用有限体积法进行离散和求解。结合蓄滞洪区实时洪水调度仿真系统的总体框架,建立了模拟洪水在蓄滞洪区内任意位置的水位、流速、淹没水深、历时等演进过程的一、二维洪水演进数值仿真系统。结合大清河实测资料对东淀滞洪区洪水演进进行了模型验证,结果基本吻合,并应用该系统对大清河滞洪区五洼联合调度方案进行了实时模拟,分析了洼淀联合调度下出现的倒淀现象,对不同方案进行了比较分析,实现了实时的洪水调度分析。

大直径SHPB弥散效应的二维数值分析

采用轴对称动态有限元 HONDO程序对大直径 SHPB装置中压杆横向泊松效应引起的应力波弥散进行二维数值分析 ,并从以下三个方面讨论波形弥散的影响 :(1 ) SHPB装置中压杆直径和杆长对弥散结果 (主要是升时 )的影响 ;(2 )压杆中的波形弥散对试件应力 -应变曲线的影响 ;(3)弥散对试件应变率的影响 .分析表明 ,大直径SHPB弥散效应对实验结果的影响很大 ,必须考虑 .

非线性吸附条件下填埋场污染物运移过程二维数值分析

假设填埋场下部为三层结构体系,且渗流场稳态,建立了污染物二维运移控制方程。在控制方程中分别考虑垃圾降解效应、压实黏土衬里的非线性吸附特性、滞水层与含水层的线性吸附特性及各向异性。采用数值分析方法对某一假想填埋场进行具体计算。通过变动参数计算与分析,计算结果表明:压实黏土衬里和滞水层的垂直弥散系数为污染物二维运移的敏感因素。仅考虑压实黏土衬里的非线性吸附特性下,复合参数Sl,m为污染物运移的敏感因素,当Sl,m取值较大时,污染物的水平向运移能力增强,而对吸附强度Kl,l不敏感。滞水层线性吸附对污染物运移影响显著而含水层吸附性影响较弱。

电缆绕组变压器绕组温度场的二维数值计算

对一个电缆绕组变压器的绕组 ,应用传热学和流体力学的原理建立其温度场和附近流场的有限元方程 ,通过求解方程 ,得到温度场和流场的分布 ,与实测温度值进行比较 ,误差均在 3K范围内 ,从而证明了此方法的正确性 ,为研究该类变压器的温度特性提供了方便。

n沟VDMOSFET单粒子烧毁的二维数值模拟

应用半导体器件二维模拟软件Medici对功率MOSFET器件单粒子烧毁SEB(Single EventBurnout)效应开展了理论模拟研究。理论模拟与以往的实验结果比较吻合,证明采取的物理模型的正确性。得到了SEB灵敏度与载流子浓度、基区宽度和发射结掺杂浓度等参数的变化关系,提出了改善SEB的几种加固措施。该模型对于评估器件SEB效应提供了理论方法。

跌坎型底流消力池水力特性二维数值模拟研究

采用二维数值模拟的方法,模拟了表孔溢流坝及其末端的跌坎式底流消力池的二维流场。并分别从调整跌坎高度、在跌坎前增加水平段,以及改变出流角度3个方面对跌坎体型进行修改,通过各方案对比,得出消力池临底流速变化规律。可为工程设计和科学试验工作提供参考。