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河流混合污染物浓度二维移流扩散方程的解析计算及其简化计算的条件Ⅱ:顺直河流考虑边界反射 被引量:13
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作者 武周虎 武文 路成刚 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第9期1070-1076,共7页
在保守物质恒定连续点源条件下,从包含河流纵向扩散项的二维移流扩散方程解析解出发,考虑两岸边界反射作用,给出了河流污染物浓度的二维解析计算方法及污染物的无量纲浓度分布方程。定义了能综合反映纵向移流作用与纵向、横向扩散作用... 在保守物质恒定连续点源条件下,从包含河流纵向扩散项的二维移流扩散方程解析解出发,考虑两岸边界反射作用,给出了河流污染物浓度的二维解析计算方法及污染物的无量纲浓度分布方程。定义了能综合反映纵向移流作用与纵向、横向扩散作用比值的修正贝克来数Pw。在Pw相等以及在相对浓度达到10-6的精度条件下,通过数值计算给出了边界反射次数与修正贝克来数的回归关系式。当Pw≥7.5,忽略纵向扩散项的条件下,岸边排放与中心排放浓度分布的一半具有自动相似性。给出了河流污染物相对浓度分布、排放岸和对岸特征浓度点的无量纲纵坐标以及全断面均匀混合的无量纲距离与修正贝克来数Pw之间的关系曲线。研究结果论证了以修正贝克来数作为移流扩散方程简化的判据,并据此给出考虑边界反射时移流扩散方程的简化条件,其是可行的。 展开更多
关键词 移流扩散方程 二维解析方法 浓度分布 边界反射 修正贝克来数 均匀混合距离 简化条件
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渗透各向异性土层中基坑二维稳定渗流半解析解 被引量:13
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作者 黄大中 谢康和 应宏伟 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1802-1808,共7页
通过将基坑周围渗流场分为2个规则的区域,利用Fourier变换推导渗透各向异性土层中基坑二维稳定渗流的半解析解.根据与有限元软件PLAXIS计算结果的比较,验证了半解析解的正确性.基于半解析解,分析渗透各向异性、基坑宽度、挡墙距不透水... 通过将基坑周围渗流场分为2个规则的区域,利用Fourier变换推导渗透各向异性土层中基坑二维稳定渗流的半解析解.根据与有限元软件PLAXIS计算结果的比较,验证了半解析解的正确性.基于半解析解,分析渗透各向异性、基坑宽度、挡墙距不透水层顶面距离、基坑内侧水位对挡墙两侧总水头分布的影响以及出逸比降随上述参数的变化情况.分析结果表明:二维渗流下挡墙两侧总水头为曲线分布;随着水平与竖向渗透系数比α、内侧水深d2的增大和基坑半宽度b的减小,挡墙两侧的总水头逐渐增大.随着挡墙距不透水层顶面距离L的增大,挡墙外侧的总水头逐渐减小,挡墙内侧的总水头逐渐增大.随着α、L的增大,b、d2的减小,出逸比降不断增大,基于一维渗流的出逸比降的计算结果偏不安全. 展开更多
关键词 二维渗流 半解析解 渗透各向异性 总水头分布 出逸比降
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成层土中基坑二维稳态渗流场解析解研究 被引量:1
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作者 余俊 张志中 +1 位作者 和振 李东凯 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期194-203,共10页
成层土中基坑渗流场与均质土层中渗流场有较大差别,最有可能发生突涌事故的位置也不同,因此准确确定成层土中基坑二维稳态渗流场是基础工程建设中的重要课题。针对成层土中基坑稳态渗流问题,将基坑周围土体按成层条件划分为多个区域,采... 成层土中基坑渗流场与均质土层中渗流场有较大差别,最有可能发生突涌事故的位置也不同,因此准确确定成层土中基坑二维稳态渗流场是基础工程建设中的重要课题。针对成层土中基坑稳态渗流问题,将基坑周围土体按成层条件划分为多个区域,采用叠加原理和分离变量法给出各区域水头分布的级数形式解,根据各区域间连续条件和傅里叶级数正交性求得成层土中基坑二维稳态渗流场水头分布的显式解析解。将解析解计算得到的水头分布、挡墙水压力与有限元软件计算结果进行验证,并将解析解退化为单层土形式与半解析解进行对比,结果吻合较好,验证了解析解的正确性和有效性。将解析解与考虑水土相互作用的水压计算方法和等效渗透系数方法进行对比,基于解析解进一步给出计算基坑内出逸比降、挡墙水压力和抗突涌安全系数的计算公式,并结合工程案例分别采用解析方法和等效渗透系数方法对成层土中基坑的抗突涌性能进行分析对比。研究结果表明:解析解在求解成层土中基坑渗流场时更贴合实际情况;考虑不同土层间渗透系数差异时,水头在渗透性较差的土层中变化更快;上层土体渗透系数较小时,在土层分界面处发生突涌的风险比挡墙底部更大;等效渗透系数方法在求解某些成层土基坑渗流场时误差较大。 展开更多
关键词 成层土 二维渗流场 解析解 正交性 抗突涌
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变附加应力条件下考虑桩体二维井阻作用的复合地基固结解析理论研究 被引量:5
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作者 郭彪 陈贺 李亚军 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期754-761,共8页
通过在现有解的形式基础上增加一个二次多项式,提出一种新的复合地基固结解的形式及解答方法,推导得到地基附加应力既随时间变化也随深度变化条件下考虑桩体竖向及径向二维井阻作用的散体材料桩复合地基固结解析解,通过退化、与已有解... 通过在现有解的形式基础上增加一个二次多项式,提出一种新的复合地基固结解的形式及解答方法,推导得到地基附加应力既随时间变化也随深度变化条件下考虑桩体竖向及径向二维井阻作用的散体材料桩复合地基固结解析解,通过退化、与已有解的比较等方法对解进行分析验证。结果表明,现有的瞬时荷载下考虑桩体径竖向渗流的解、考虑桩体竖向渗流与变形协调的解、太沙基一维固结解等都是本文解的特例,这说明本文解的正确合理性。地基加载历时越长,固结越慢;地基底部附加应力越小,固结越快;考虑桩体径竖向二维井阻时地基固结比只考虑竖向井阻时慢,桩径比越小,桩体渗透系数越小,两者的差异越大。本文解的表达形式及解答方法,为复合地基固结度的求解提供一种新的思路,发展和完善了现有的复合地基固结理论。 展开更多
关键词 地基基础 复合地基 变附加应力 二维井阻 解析解
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线性加载下含砂垫层地基固结分析 被引量:4
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作者 蒙宇涵 张必胜 +1 位作者 陈征 梅国雄 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期461-468,共8页
针对含水平排水砂垫层地基的固结问题,建立了线性加载下夹砂垫层地基的二维固结模型,并通过边界转换法、积分变换法给出了相应的半解析解。在通过对解答的退化以及数值法验证半解析解正确性的基础上,分析了砂垫层与地基土的几何及物理... 针对含水平排水砂垫层地基的固结问题,建立了线性加载下夹砂垫层地基的二维固结模型,并通过边界转换法、积分变换法给出了相应的半解析解。在通过对解答的退化以及数值法验证半解析解正确性的基础上,分析了砂垫层与地基土的几何及物理参数对地基固结的影响。研究表明:对于地基土,地基固结速率随土体水平渗透系数增大而提高,随地基宽度的增大而降低;对于砂垫层,固结速率随砂垫层厚度、水平渗透系数的增大而提高;对于外荷载,加荷速率越快,孔压达到峰值所需时间也越短,地基固结速率亦随之提高。此外,以地基顶面砂垫层为例,综合考虑砂垫层的渗透系数与厚度对砂垫层透水性的影响,当组合参数hTkTh/lkv≥200时(hT、kTh、l、kv分别为砂垫层厚度、水平渗透系数、土体宽度和竖向渗透系数),砂垫层近似为完全排水边界。 展开更多
关键词 砂垫层 二维固结 线性加荷 边界转换法 半解析解
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污染物周期性排放的二维平流扩散方程解析解
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作者 梁瑞时 张有存 廖海燕 《韶关学院学报》 2024年第3期12-17,共6页
为更好地理解和管理污染物周期性排放对自然环境的影响,研究了重金属污染物在土壤层呈周期性排放的二维平流扩散方程中的解析解问题.基于二维模型方程,利用拉普拉斯变换技术,得到源汇项以周期性函数的时间依赖的解析解.结果强调了重金... 为更好地理解和管理污染物周期性排放对自然环境的影响,研究了重金属污染物在土壤层呈周期性排放的二维平流扩散方程中的解析解问题.基于二维模型方程,利用拉普拉斯变换技术,得到源汇项以周期性函数的时间依赖的解析解.结果强调了重金属浓度呈周期性排放的显著下降,并强调了周期性排放对浓度峰值的影响及源汇作用在预测和管理控制重金属污染方面的重要性,为进一步深入研究二维平流扩散方程中的周期性排放问题提供基础. 展开更多
关键词 拉普拉斯变换 周期性排放 二维平流扩散 解析解 重金属
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基于理正岩土软件和Plaxis在某工程实例沉降计算的对比 被引量:3
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作者 罗景崭 范全林 《建筑技术开发》 2019年第12期104-106,共3页
目前地基处理经常涉及沉降计算问题。地基沉降计算理论分析方法分为理论公式法和数值分析法,理正岩土可以得到二维解析解,而Plaxis软件可以得到二维有限元数值解。应用理正岩土和Plaxis软件对一项地基处理后实例工程的沉降计算结果进行... 目前地基处理经常涉及沉降计算问题。地基沉降计算理论分析方法分为理论公式法和数值分析法,理正岩土可以得到二维解析解,而Plaxis软件可以得到二维有限元数值解。应用理正岩土和Plaxis软件对一项地基处理后实例工程的沉降计算结果进行对比,相互验证。 展开更多
关键词 理论公式法 数值分析法 二维解析解 数值解 沉降计算
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非饱和土拟二维平面应变固结问题的解析计算方法 被引量:2
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作者 程涛 晏克勤 +5 位作者 胡仁杰 郑俊杰 张欢 陈合龙 江志杰 刘强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期453-460,共8页
基于Fredlund非饱和土一维固结理论,建立了二维平面应变条件下的固结方程组,并得到了单层非饱和土平面应变条件下的解析解。基于相关理论,假设体变系数和渗透系数都为常量,同时考虑到瞬时加载条件下,沿着土体深度方向上产生均匀或者线... 基于Fredlund非饱和土一维固结理论,建立了二维平面应变条件下的固结方程组,并得到了单层非饱和土平面应变条件下的解析解。基于相关理论,假设体变系数和渗透系数都为常量,同时考虑到瞬时加载条件下,沿着土体深度方向上产生均匀或者线性分布的初始超孔隙压力,建立了二阶二元偏微分方程组。求解时,引入函数方法来降低方程的阶数,然后通过分离变量法获得方程的通解。在此基础上,结合一个针对单面排水条件下二维平面应变问题案例,通过与数值解对比,验证了所提方法的正确性。并采用所提方法计算获得了二维平面下超孔隙水压力、气压力沿垂直和水平方向消散的等时线,通过计算对比,分析了不同线性分布情况下,初始超孔隙压力对固结消散过程的影响。研究结果表明:初始超孔隙压力的不同分布对超孔隙气压力消散的影响几乎可以忽略,而对超孔隙水压力消散的影响更大。 展开更多
关键词 非饱和土 二维固结 平面应变 解析解 初始超孔隙压力
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带有两端防渗墙坝基的各向异性渗流解析解
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作者 余俊 李东凯 +1 位作者 和振 张志中 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2381-2388,共8页
由于目前在坝基设计中通常需要设置两个或两个以上防渗墙,对带有两端防渗墙的坝基各向异性稳态渗流进行了解析研究,将土体分为4个规则的区域,采用坐标变换将各向异性土层转换成等效各向同性土层,利用分离变量法将4个区域内的水头分布表... 由于目前在坝基设计中通常需要设置两个或两个以上防渗墙,对带有两端防渗墙的坝基各向异性稳态渗流进行了解析研究,将土体分为4个规则的区域,采用坐标变换将各向异性土层转换成等效各向同性土层,利用分离变量法将4个区域内的水头分布表示为级数解的形式,结合区域间的连续条件得出带有两端防渗墙的坝基各向异性渗流场显式解析解。将解析解退化到各向同性情况下的渗流量、坝底扬压力与保角变换解析解和数值计算结果进行对比,各向异性情况下的水头值与有限元软件计算结果进行对比,结果均吻合较好,验证了解析解的正确性,且相比于保角变换解析解具有更高精度。最后对坝基渗流场进行了参数分析,发现土体各向异性对坝基渗流有着不可忽略的影响,其他条件相同的情况下,竖直渗透系数与水平渗透系数比值较大土体的渗流量和出口梯度会小于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体,竖直渗透系数与水平渗透系数比值较大的土体的最大扬压力会大于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体。 展开更多
关键词 坝基 防渗墙 二维稳态渗流 渗透各向异性 显式解析解 扬压力 渗流量 出口梯度
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Analytical Solution for Thermal Flutter of Laminates in Supersonic Speeds
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作者 Lintong Dai Qiaozhen Sun 《Journal of Applied Mathematics and Physics》 2020年第8期1525-1534,共10页
<div style="text-align:justify;"> As a basic component of engineering fields such as aeronautics, astronautics and shipbuilding, panel structure has been widely used in engineering and scientific resea... <div style="text-align:justify;"> As a basic component of engineering fields such as aeronautics, astronautics and shipbuilding, panel structure has been widely used in engineering and scientific research. It is of great theoretical and practical significance to study the vibration of panels. The panel flutter problem has caused widely concerned by researchers at home and abroad during to the emergence of high-speed aircrafts. With regard to the eigenvalue problem of rectangular panels, it is generally believed that it is difficult to obtain a closed form eigen solution in the case of an adjacent boundaries clamped-supported or a free boundary that cannot be decoupled. Aiming at the problem, this paper studies the two-dimensional symmetric orthogonal laminated plate structure in the hypersonic flow in the thermal environment, and combines the first-order piston aerodynamic theory to study a high-precision separation variable method. Through this method, analytical solution to the closed form of the thermal flutter problem of rectangular panels can be obtained under any homogeneous boundary conditions. </div> 展开更多
关键词 two-dimensional Panel Thermal Flutter Separation Variable Method analytical solution
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考虑损伤效应的隧道二维渗流场解析及涌水量预测
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作者 高启程 姜启武 +1 位作者 陈志杰 赖鹏安 《人民长江》 北大核心 2024年第10期197-204,211,共9页
隧道圆周面涌水量是隧道工程的重要参数,以往研究未考虑隧道开挖损伤因素对渗流场的影响,而隧道施工会对围岩造成一定程度的损伤。考虑隧道开挖损伤的影响,推导了径向未注浆、径向欠注浆及径向完全注浆3种不同径向注浆型式下的隧道二维... 隧道圆周面涌水量是隧道工程的重要参数,以往研究未考虑隧道开挖损伤因素对渗流场的影响,而隧道施工会对围岩造成一定程度的损伤。考虑隧道开挖损伤的影响,推导了径向未注浆、径向欠注浆及径向完全注浆3种不同径向注浆型式下的隧道二维渗流场理论解析解,而后对隧道渗流场理论解析研究中常用的两种等代圆方法在矩形隧道中的适用性展开了探讨,并对隧道圆周面涌水量及衬砌外水压力的径向注浆参数展开敏感性分析,最后将隧道二维渗流场理论解析解与数值解对比。结果表明:隧道二维渗流计算模型能较好地反映隧道圆周面的涌水量;开挖损伤对隧道圆周面涌水量有着较为显著的影响,对初支施作前的影响最大,对二衬施作后的影响程度最小;当径向注浆相对渗透系数k m/k g达到100,径向注浆相对厚度d g达到1.0倍的隧道内径r 0时,继续增大k m/k g或d g/r 0对降低隧道圆周面涌水量Q和拱顶衬砌外水压力p的效益将不再明显。研究成果可为不良地质岩层隧道的径向注浆设计提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 隧道二维渗流场 解析解 涌水量 等效周长法 等效面积法
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考虑潜水面的基坑二维稳态渗流场解析解 被引量:1
12
作者 余俊 张扬 +1 位作者 郑靖凡 张志中 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3109-3116,3164,共9页
对考虑潜水面悬挂式止水帷幕支护下的基坑二维稳态渗流场进行了解析研究,并给出一种求解潜水面的解析方法。根据对称性取基坑半截面,并根据边界的连续条件将其分为3个规则区域,使用分离变量法分别将3个区域的水头分布表示为级数解的形式... 对考虑潜水面悬挂式止水帷幕支护下的基坑二维稳态渗流场进行了解析研究,并给出一种求解潜水面的解析方法。根据对称性取基坑半截面,并根据边界的连续条件将其分为3个规则区域,使用分离变量法分别将3个区域的水头分布表示为级数解的形式,结合区域之间的连续性条件及级数正交条件得到各区域渗流场的显式解,根据潜水面所满足的总水头等于位置水头的条件确定潜水面。将解析解方法计算结果与室内试验、有限元分析结果进行比对分析,结果验证了解析解的正确性,解析方法相较于有限元数值方法具有更高效的计算效率。对潜水面位置进行参数分析,发现止水帷幕插入深度、基坑宽度及深度对潜水面位置有不可忽视的影响。随着过水断面厚度的增加,潜水面位置逐渐降低,不考虑极端状态的情况下可认为帷幕底部至不透水层顶面的距离与潜水面在止水帷幕上的位置呈线性关系;随着基坑尺寸的增加,潜水面位置呈下降趋势,基坑内侧半宽度对潜水面的影响明显小于帷幕底部至不透水层顶面的距离,且随着基坑内侧半宽度的增加影响越来越小;潜水面位置随着基坑深度的增大而降低,基坑深度对潜水面位置的影响相对较大。 展开更多
关键词 基坑 止水帷幕 潜水面 二维稳态渗流 解析解 渗流
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矩形薄板弯曲问题的二维广义有限积分变换法 被引量:1
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作者 徐茜 贾鸿铭 +1 位作者 钟阳 张景辉 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2020年第2期267-277,共11页
运用二维广义有限积分变换解法,本文推导出不同边界条件下矩形薄板弯曲问题的解析解.在推导过程中,选取满足边界条件的梁振型函数为广义积分变换的积分核,由此构造出广义有限积分变换对,通过对薄板弯曲问题的控制方程进行二维广义积分变... 运用二维广义有限积分变换解法,本文推导出不同边界条件下矩形薄板弯曲问题的解析解.在推导过程中,选取满足边界条件的梁振型函数为广义积分变换的积分核,由此构造出广义有限积分变换对,通过对薄板弯曲问题的控制方程进行二维广义积分变换,可以将控制方程转换为易于求解的线性代数方程组.该方法无需预先选取位移函数,无需进行繁琐的叠加过程,求解过程思路清晰,说明该方法更加正确合理.最后通过计算实例对比,验证了该方法的合理性及所推导公式的正确性. 展开更多
关键词 弹性矩形薄板 梁振型函数 二维广义有限积分变换法 解析解
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二维S型剖面设计问题的解析解 被引量:6
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作者 鲁港 余雷 李新强 《石油地质与工程》 CAS 2010年第6期88-91,共4页
二维S型剖面设计问题可以归结为求解一个二元方程组,根据已知设计参数的情况,可以分成21种不同的未知数组合情况进行求解。使用无量纲化思想改写原设计方程组,并根据角度未知数在方程组中出现的位置,将方程组求解问题归并成四类问题,每... 二维S型剖面设计问题可以归结为求解一个二元方程组,根据已知设计参数的情况,可以分成21种不同的未知数组合情况进行求解。使用无量纲化思想改写原设计方程组,并根据角度未知数在方程组中出现的位置,将方程组求解问题归并成四类问题,每类问题求解方法具有相似性。推导出了21种不同情况下的解析解计算公式,所得到的计算公式具有比较简洁的数学形式。求解析解过程中所使用的无量纲化结合三角函数化简的方法为二维剖面设计问题求解提供了一种新的数学模式,适用于其他类型的二维圆弧型剖面设计问题解析求解。绘制设计参数取值范围图形是解析解的一个重要应用,可以使设计人员合理设定已知设计参数,减少试算次数,提高设计效率。所给出的解析解计算公式对于开发钻井设计软件也具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 二维剖面 钻井 井眼轨道 解析解 无量纲化
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