运用支持向量机方法对数值模拟结果的初步释用

基于获得的海水浴场逐日两次观测资料及同期NCEP数值模拟结果(提取各种相关变量),通过求取两者之间的相互关系,并采用最优子集方法确定了对各预报要素具有重要意义的影响因子。针对海水浴场的气温、降水及能见度等要素的预报,应用支持向量机方法建立了相应的预测模型,最终获得不同海水浴场在不同预报时效、不同预报要素的数值产品释用结果。经过对比分析,各预报要素释用后的结果较释用前在预报准确率方面有较大的提高。

上边界条件对多年冻土地温场数值模拟结果的影响分析

以玛多地区多年冻土为背景,建立多年冻土地温场的数值计算模型,以不同的方式考虑近60 a来的气温变化构成不同的上边界条件,通过模型计算分析不同上边界条件下的不同时期温度场、未来冻土退化特征.结果表明:在上边界条件中采用气象站实测近60 a波动温度值和采用近60 a平均恒定值时,浅层冻土地温差异明显,且越浅层地温与越近时间的上边界条件相关.预测未来100 a冻土地温变化趋势发现,相同升温速率和升温初始温度条件下,上边界采用实测60 a波动温度值对冻土退化过程影响较小;升温初始温度值提高到与趋势线衔接后,冻土退化起始时间从约第45年提前到约第20年;60 a实测温度和升温初始温度值均提高到与其初始温度场上边界条件衔接后,冻土退化起始时间从约第20年提前到约第15年;冻土退化从开始到完全退化经历时间为25 a左右.

一次强对流风暴含水量的雷达反演和数值模拟结果的对比分析

利用多普勒天气雷达探测的反射率因子Z与含水量M的Z-M经验关系式,反演含水量,并构建等高平面位置显示CAPPI和垂直剖面VCS两种显示方式。计算域定为以雷达站为中心的,水平边长为150 km,垂直高度为30 km的长方体箱区,分辨率是1 km×1 km×1 km。同时应用中国科学院大气物理研究所建立的完全弹性三维雹云数值模式(IAP-CSM3D),以2004年4月23日发生在湖南省境内的一次强对流风暴过程为例,模拟该风暴云体的含水量分布。雷达反演含水量和数值模拟结果的对比分析表明,不论在风暴的发展阶段还是在强盛阶段,反演得到的含水量等值线分布和模式输出总体相似,风暴中心的强度和高度位置吻合得很好,较好地反映了该风暴云的结构,反演效果较好。

不锈钢焊接凝固裂纹应力应变场数值模拟结果分析

对不锈钢凝固裂纹的驱动力即熔池尾部应变场进行了模拟。首先 ,通过单元再生方案 ,消除了焊接构件中熔池变形对熔池尾部应力应变场的影响。其次 ,通过加大材料的线膨胀系数 ,考虑了凝固收缩对熔池尾部应力应变场的影响 ,最终得到了各种条件下的焊接应力 -应变场。此外 ,本文将机械应变随时间变化的关系曲线处理成机械应变随温度变化的关系曲线 ,从而获得了凝固裂纹驱动力 ,为凝固裂纹的预测奠定了基础。

湍流模型对涡轮数值模拟结果的影响

以带试验结果的NASA单级跨音涡轮为研究对象,对NUMECA商业软件中的四种湍流模型在相同条件下进行三维、定常数值模拟,并与相应的试验结果对比,分析各湍流模型对涡轮数值模拟结果的影响。模拟结果表明:一方程的Spalart-Allmaras模型计算稳定性和解的精度都相对较高,两方程的两个模型对于算例类涡轮数值模拟精度较差。

硬木热解过程中颗粒内部二次反应的数值研究 Ⅱ.数值模拟结果

为了研究生物质 (硬木 )热解过程中颗粒内部的二次反应 ,对流化床环境下单颗粒生物质热解模型进行了求解。计算针对典型大颗粒和典型小颗粒在流化床反应器反应条件下的热解过程 ,对不同大小颗粒内部各种产物的生成、消耗、积累以及逃逸行为进行了定量描述。计算结果表明 :对于直径为 2mm的小颗粒 ,颗粒内二次裂解的份额可以忽略 ,但是对于直径 10mm的大颗粒 ,热解过程中有超过 2 0 %的一次焦油参加了颗粒内部二次反应 ,颗粒内二次裂解显著地改变了热解产物分布 。

从凝固过程的位移数值模拟结果中提取铸件的变形

铸件变形分析是铸造模样设计的依据之一。通过铸件铸造过程热应力数值模拟能够得到铸件的位移结果,其可分解为凝固和冷却过程的均匀的尺寸收缩和由于冷却不均匀等原因造成的变形两部分。提出了铸件数值模拟位移结果的处理算法,即由模拟位移结果得到铸件模拟后的形状尺寸,然后按照指定参考点将模拟计算得到的铸件与铸件要求尺寸进行匹配,从而得到去除了铸件收缩余量的变形情况,为模样设计提供科学依据。采用该算法对灰铸铁应力框及某轧钢机机架铸造过程中的变形情况进行了应用分析,结果与实际铸件变形趋势一致。

利用海啸数值模拟结果进行海底地震有限断层模型验证

基于地震有限断层模型进行海啸的数值模拟通常被用来估计海啸的到时、波高等,另一方面,海啸数值模拟的结果也可以作为限定条件用来考察同一地震的不同断层模型之间的相对合理性。采用国际上各地震研究机构在震后各自得出的不同的有限断层模型作为海啸源,使用基于二维浅水波方程的海啸传播模型对2011年日本东北地震海啸的传播过程进行模拟,以海啸模拟所得到的沿岸浪高分布、平均波高、最大波高等与实际观测值相比较,进而判断由各有限断层模型所计算得到的海啸中哪个结果与实际的海啸情况更为符合,由此推断断层模型的相对合理性。

滑移边界条件对二维微喷管数值模拟结果的影响

采用N-S方程对微型缩放喷管内的流场进行二维数值模拟.引入滑移边界条件,通过比较有、无滑移边界条件的数值结果,发现微喷管内Kn小于0.0054时,不同壁面边界条件对流场和微喷管性能参数都没有太大影响;当Kn在0.0054～0.025时,滑移边界条件对流场的模拟已经有较大的影响,但是对预测微喷管的性能影响并不大,在3%以内;当Kn在0.025-0.045时,滑移边界条件不仅对流场的影响已经较明显,而且对微喷管性能预测也影响较大.

中全新世时期我国西南风气候季节演变的数值模拟结果分析

利用CCSM3海洋-大气耦合模式模拟结果,探讨了中全新世(6kaB.P.)我国东部西南风气候的季节演变规律。结果表明,6kaB.P.我国东部南风最早于1月出现在20°～25°N区域,此后逐渐增强,到秋季转为北风。随着南风强度从春季到夏季的强化,南风同时向北和向南扩展。我国东部西风于1月出现在23°～34°N,之后也逐渐加强,并于6～8月发生北跳,9月开始转为东风。这些特征与当今西南风爆发进程相类似,不过也存在一些显著差异,尤其是在夏季。与当今气候相比,6kaB.P.强南风建立时间偏晚,夏季我国东部西南风强度偏强,南风向北扩展更明显。这与6kaB.P.东亚大陆和西太平洋之间更大的热力差异以及西南涡和西太平副热带高压的加强有关。研究还表明6kaB.P.西南风异常可进一步导致我国东部夏季降水增加和雨带偏北。

心墙坝应力变形数值模拟结果验证

利用土石坝有限元应力变形计算分析中常用的邓肯E-ν模型、修正剑桥模型和南水模型,计算新疆“635”水利枢纽砂砾石粘土心墙坝和云南鲁布革堆石风化料心墙坝的应力变形,将计算结果分别与两座心墙坝相对应的原型观测资料进行比较和分析后表明,3种模型均能较好地模拟施工期心墙坝的应力变形性状,而在模拟蓄水期心墙坝应力变形性状时则存在不足.当计入湿化变形和流变变形的影响之后,用南水模型可较好地模拟心墙坝的应力变形性状.

计算网格与湍流模型对柴油喷雾多维数值模拟结果的影响

为探明柴油喷雾数值模拟的影响因素,用CFD多维数值分析软件研究了柴油喷雾的油束特性.计算结果表明,网格的划分直接影响计算结果的正确性和油束的几何形状.建立计算网格时,要注意网格均匀一致,避免网格密度突变;特殊几何形状壁面附近局部贴体坐标网格的范围不宜太大,否则会引起计算结果的畸变.对不同湍流模型的计算试验发现,RNGκ ε湍流模型计算精度高、成本低,适合于柴油机缸内喷雾的数值模拟.

岩土力学数值模拟结果的概率评估方法研究

提出了一种用于评估多参数随机变异情况下岩土力学非线性数值模拟结果可靠性的多维高效直接积分型随机分析方法。它首先根据多维积分理论和可靠性分析的直接积分法确定多维随机输入参数的计值点;然后利用非线性数值模拟方法,比如有限元法或有限差分法等,完成所有计值点上的计算任务,据此就可以利用多维高效积分程序计算待评估响应量的前几阶矩(一般包括1～6阶矩);最后利用多种方法,包括曲线拟合法、加权余量法及最大熵法计算响应量的概率分布,并据此算出响应量的概率置信区间,用于定量评估响应量的可靠性。数值算例表明,此法具有精度和计算效率较高的优点。

影响X光热激波数值模拟结果的若干因素

是否考虑康普顿散射光子的输运，用何种材料模型描述熔化、汽化和应变率效应，选用怎样的迎光自由面差分格式以及空间步长大小等因素，对X光热激波数值模拟结果都会产生重要的影响。依据热激波一维数值模拟结果，对上述各种因素的影响进行了定量分析。计算表明：在X光能谱比较软和辐照量较大时，物态方程、迎光自由面差分格式和空间步长大小对热激波的计算结果都会造成重要影响；在X光能增变硬时，康普顿散射的影响增大；在低压时，本构关系和屈服强度基本上控制了热激波的衰减规律。

江淮地区冬季一次罕见强对流风暴的数值模拟结果诊断分析

本文利用数值模拟的诊断分析结果对出现在江苏地区冬季的一次强对流风暴的成因进行了研究，结果表明，在河套气旋缓慢东移过程中，冷锋前暖区较长时期的大雾天气及下湿上干的湿度分布为强风暴的产生准备了大气层结不稳定的条件，中尺度辐合流场对强风暴的产生起了触发作用。对流云的下沉辐散气流是雷暴向前传播的重要机制。

开采量不确定条件下数值模拟结果的可靠性分析

地下水数值模拟过程中,人工开采量大都被当作确定项处理。但实际情况是开采量往往缺乏准确的统计数据,尤其是农业灌溉开采量,在计算中具有更大的不确定性。传统的处理方法是将这些人工开采量概化为抽水量确定的开采井,显然不能反映实际情况。采用概率论及数理统计的方法,分析了概化后开采量的不确定性,得出开采量服从正态分布。以此为基础,运用蒙特卡罗方法,对开采量不确定条件下数值模拟的结果进行可靠性分析。结果表明:传统处理方法不能反映开采量不确定条件下数值模拟结果可靠性的变化情况,而采用随机模拟的方法,可以计算出不同的给定允许降深条件下,模拟结果的可靠性。

喷射沉积Si-Al合金的数值模拟结果与分析

采用热辐射修正,模拟了喷射沉积Si-Al合金的凝固过程,研究了熔滴的速度、热交换作用系数、温度、熔滴冷却速度及固相分数与沉积距离的关系,讨论了辐射相修正前后熔滴的温度和固相分数的变化以及雾化压力和沉积距离对固相分数的影响.

折弯机机械补偿装置数值模拟结果分析

本文采用三维弹性接触有限元法对折弯机机械补偿装置补偿过程进行数值模拟,得到机械补偿装置的变形规律。研究结果表明,机械补偿装置在折弯机加工工件过程中能起到很好的补偿效果,为机械补偿装置的设计和使用提供了理论依据。并通过和几何计算结果的比较,验证了接触分析的精确度。

基于VTK的数值模拟结果可视化

VTK是三维重建方面一个大型的函数库,其应用日益广泛。在对数值模拟软件进行开发时,需要对曲线、等值线、三维场等结果数据进行可视化。在VC环境下通过VTK类库的调用实现了数值模拟可视化模块的开发。首先对VTK进行了源码编译和环境配置。以VTK对曲线数据的读取和可视化为例,介绍了通过C++对VTK库的调用方法,并给出了可视化结果,通过VTK对灯光、色彩及方位等的控制进一步增强了结果的可视化效果。结果表明,应用VTK类库进行数值模拟结果可视化模块的开发具有效率高、效果好、交互性强的特点。

岩石压缩系数对油藏数值模拟结果的影响

油藏数值模拟结果受岩石物性参数的影响,岩石压缩系数是影响数值模拟结果的参数之一。利用Hall图版和理论公式2种方法确定岩石的压缩系数,并研究不同确定方法对油藏数值模拟结果的影响。研究表明,Hall图版高估了岩石的弹性能量,用其数值进行油藏数值模拟计算时,油藏压力的下降速度明显变慢。由于理论公式计算的岩石压缩系数远小于地层流体的压缩系数,油藏数值模拟计算中可将其忽略。