改进加速遗传算法及其在非稳定渗流场反分析中的应用

在总结和分析基本遗传算法及其加速算法的基础上,提出了改进加速遗传算法,并针对非稳定渗流场反分析问题编制了计算程序,最后反分析计算了嶂山闸闸基非稳定渗流场关键计算参数,从而成功计算了闸基渗流场,并指出了闸基存在的主要问题。

非稳定风场作用下太湖梅梁湾流场、散度场的研究

利用太湖区域三维大气边界层数值模式和二维水动力学模式,研究了非均匀、非定常风场作用下的太湖梅梁湾流场和散度场的分布特征,得到了一些有意义的结论。

非稳定流场中的大流量测量

本文介绍了非稳定流场中的大流量测量的一种方法。由于管道布置的限制,只能在φ700的管子弯头后1D的位置采用φ12的五孔球形测针作多点测量,再用等环面面积积分方法来确定其流量。此方法进行了实验室验证,并对反应堆主热交换器流量(2000—4000m^3/h)进行了实测。证明此方法是稳妥可靠的,误差为±5%。测量结果已为工程所采用。

特高心墙堆石坝蓄水工况非稳定渗流分析

某特高心墙堆石坝库水位在蓄水期上升较快,为保证心墙等关键部位的渗透稳定性,根据实际监测资料确定计算工况,基于非稳定饱和-非饱和渗流理论,采用有限元法计算坝体非稳定渗流场。计算结果表明:蓄水过程中,心墙防渗效果较好,坝体内等势线向心墙上游侧表面集中,渗透坡降最大达到11.52,此值超过了心墙现场检测的平均破坏坡降,但并未达到反滤层保护下的允许渗透坡降,渗透稳定满足要求。计算成果可为此工程后续蓄水以及类似工程提供参考。

基于VOF法的CSG坝非稳定渗流场数值分析

当前国内外对胶凝砂砾石大坝(CSG Dam)渗流场的研究均局限于稳定渗流场,但由于库水位的不断波动,大坝在运行期大都处于非稳定渗流状态,保证这种新型坝在库水位变化时的安全稳定非常重要。采用有限体积法及计算流体力学中的VOF(volume of fluid, VOF)法,对CSG坝两个极端工况下的非稳定渗流场进行模拟,获得孔隙水压力、浸润面、流速及流量的演变过程,结果表明:1)CSG坝体防渗效果良好,即使在面板防渗性能降低的情况下,浸润线也处于较低的高程;2)在水位上升阶段,坝踵附近在水位上升初期渗流量会出现不稳定波动,下游节点渗流量变化起步较晚,且需要经历一个较长的时间才能达到渗流稳定;3)水位下降时,坝体浸润面呈现中间高、两边低,上游高、下游低的趋势。一部分坝内渗水会向上游排出,产生的渗透压力不利于面板的稳定,建议在坝趾处采取排水措施,引导坝内渗水排出,减少对上游面板的不利影响。

深厚覆盖层地基非稳定渗流场与应力场耦合分析研究

在深厚覆盖层地基的基础上筑建大坝,坝体与坝基的稳定性至关重要,其评价指标之一是渗流场与应力场的相互作用及影响。这种复杂地基的岩体力学特征单一且不稳定,相互影响表现在应力场改变渗流场的渗透系数,反之渗流场改变应力场的空间分布。文章假定地基为连续介质,在多孔连续介质渗流与应力相互耦合的理论基础上,分析研究二者之间的相互作用,并开发适用于此地基的渗流场与应力场耦合的有限元计算程序,应用于工程实例中,所得计算结果及结论在实际工程中具有一定的指导意义。

裂隙岩体非稳定渗流场与应力场耦合分析研究

渗流分析对大坝安全稳定具有重要意义,在进行大坝工程设计时,必须建立坝基中的渗流与应力的相互关系更能符合实际情况。文章基于裂隙岩体等效连续介质渗透原理,建立大坝二维有限元模型,有限元计算分析分布密集型岩体裂隙的二维非稳定渗流场与应力场耦合现象,提出在实际工程中考虑渗流应力耦合必要性和合理性。

非稳定渗流场对黏土心墙坝坝坡及心墙稳定的影响分析

应用三维非稳定饱和-非饱和渗流有限元法建立xx水库枢纽区的三维有限元模型,对极端工况条件下(v=4.42m/d)坝体的非稳定渗流场进行了计算分析,结果表明1d内库水位由校核洪水位骤降至汛限水位,不会对坝坡及心墙的稳定造成不利影响。

应力作用下煤层气非稳定耦合渗流模型及数值模拟

基于多孔介质渗流力学和流固耦合理论,建立了应力作用下煤储层中煤层气流固耦合数学模型,并根据数学模型的非线性特性,采用多重物理量耦合软件COMSOL Multiphysic进行数值模拟分析,通过模拟结果研究了煤岩体中压力和浓度的分布特性,并且研究了耦合与非耦合情况下压力动态曲线,为模拟煤层气产量预测和预防矿井瓦斯突出提供了理论依据。

基于种子控制算法的矢量场可视化方法

非稳定矢量场可视化是科学计算可视化中最具挑战性的课题之一。分析了二维非稳定场的可视化方法UFLIC,并针对其产生每帧图象费时较多的缺陷,进行了改进。采用种子控制算法来控制种子的释放,通过重用已保存的相关迹线来减少迹线的积分计算,达到减少生成每帧图象所需的时间的效果。实验证明在生成的图象质量相当的前提下,种子控制算法比UFLIC算法更快。

基于弹性算法的矢量场可视化方法的研究

分析了二维非稳定场的可视化方法(Unsteady flow Line Integral Convolution,UFLIC),并针对其产生每帧图像费时较多的缺陷,进行了改进。采用弹性算法来控制种子的释放,通过重用、复制相关迹线来减少迹线的积分计算,达到减少生成每帧图像所需的时间的效果。实验证明在生成的图像质量相当的前提下,种子控制算法比UFLIC算法更快。

深基坑降水疏干过程中三维渗流场数值模拟研究

运用潜水、承压水渗流理论和有限差分法,以及干湿单元、预处理共扼梯度算法,以上海环球金融中心塔楼深基坑降水为依托工程,对深基坑降水的三维非稳定渗流场的计算建模和降水疏干过程进行了数值模拟研究。利用5口井和8口井的群井抽水试验资料,对模型主要参数进行了校正及后继检验计算。在上述基础上对中心基坑水位降至-22m时井的布置方案进行了优化设计,同时分析了深基坑内外渗流场的变化,为深基坑降水设计和施工提供了依据。

裂隙岩体三维非稳定渗流场与应力场耦合分析

本文从宏观的角度把裂隙岩体作为等效连续介质模型,编制三维有限元程序对裂隙岩体进行非稳定渗流场与应力场耦合分析,并应用工程算例比较分析研究非耦合与耦合作用条件下三维非稳定渗流场和应力场变化规律。研究结果表明该方法是可行的;与非耦合作用相比,考虑耦合作用减少了断面的渗流量,坝基应力场增大;库水位下降具有一定的滞后效应,且下降速率越大,滞后效应越明显。因此,在岩土体分析中用等效连续介质模型进行三维非稳定渗流场与应力场耦合分析研究,对水利工程、岩土工程、煤炭开采及石油二次开发等领域多场耦合作用研究具有广泛参考和应用研究价值。

复杂调压井结构的三维有限元分析计算

运用三维有限元分析方法,对围岩采用增量变塑性刚度法进行迭代计算,通过对某水电站调压井结构的受力分析探讨衬砌体形结构的优化问题。通过对调压井衬砌加高前后衬砌和周边围岩受力情况的对比,分析了由于高内水位造成调压井顶部发生内水外渗并在调压井周围形成非稳定渗流场的条件下,衬砌加高对于衬砌自身受力和井壁周边围岩稳定的影响;并通过对内水工况下衬砌厚度减薄前后衬砌的受力研究探讨了衬砌厚度减小的可能性。计算结果表明,在衬砌分别加高和减薄情况下,衬砌和周边围岩的受力状况良好,衬砌体形结构的优化是可行的,对类似工程具有一定的借鉴意义。