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复杂边坡三维地质可视化和数值模型构建 被引量：70
1
作者 郑文棠 徐卫亚 +1 位作者 童富果 石安池 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1633-1644,共12页
复杂边坡三维地质可视化和数值模型的构建是岩土工程和水利水电工程中常常遇到的关键问题。三维地质可视化可以展示边坡结构面的空间组合,揭示边坡的宏观破坏模式;可视化模型与数值模型的结合和转换可以反映地质信息的仿真性和动态可修... 复杂边坡三维地质可视化和数值模型的构建是岩土工程和水利水电工程中常常遇到的关键问题。三维地质可视化可以展示边坡结构面的空间组合,揭示边坡的宏观破坏模式;可视化模型与数值模型的结合和转换可以反映地质信息的仿真性和动态可修改性。基于AutoCAD平台,借助AutoLisp语言,采用滑动最小二乘法插值拟合,构建三维可视化模型,同时讨论可视化模型与数值模型的转入。优点在于结合了AutoCAD优越的图形编辑功能和ITASCA公司数值软件(FLAC3D和3DEC)的计算功能,并可根据地质信息的变化更新可视化模型和数值模型。该技术与三维可变形离散元法相结合,在白鹤滩水电站进水口高边坡三维可视化和应力变形分析中进行了应用。同时针对3DEC软件前后处理的不足,结合3DEC内嵌的FISH语言和AutoCAD的AutoLISP语言进行编程,探讨3DEC加锚方法、三维合位移等值线云图和塑性区可视化实现。 展开更多
关键词 边坡工程 滑动最小二乘法 三维可视化模型 离散元法 数值模型 塑性区
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黄河口泥沙输运三维数值模拟Ⅰ——黄河口切变锋 被引量：42
2
作者 王厚杰 杨作升 毕乃双 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2006年第2期1-9,共9页
采用三维数学模型研究黄河口泥沙输运过程,并利用实测资料对模型进行了检验。数值模拟结果揭示了黄河口切变锋的时空运动过程及其对河口泥沙传输的作用。黄河口切变锋在涨、落潮时段存在两种不同的形态,分别历时2小时左右。切变锋在浅... 采用三维数学模型研究黄河口泥沙输运过程,并利用实测资料对模型进行了检验。数值模拟结果揭示了黄河口切变锋的时空运动过程及其对河口泥沙传输的作用。黄河口切变锋在涨、落潮时段存在两种不同的形态,分别历时2小时左右。切变锋在浅水区域产生,向深水区移动,经历2小时左右消失,它的产生是由于近岸区域与10 m深线以外区域的潮汐相位差所导致。切变锋对河口泥沙的向海传输有重要的阻隔作用,导致河口泥沙集中在切变锋的向岸一侧随落潮流向北侧传输,在涨潮时河口向海排沙量降低,少量泥沙随涨潮流沿岸向南传输。长期的地貌演化表明切变锋对河口的淤积和侵蚀分区有重要的控制作用,导致河口泥沙在其向岸一侧沉积,是长时间尺度的河口地貌演化对短时间尺度河口沉积动力过程的重要响应。 展开更多
关键词 黄河口 泥沙输运 数学模型 切变锋 地貌响应
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复杂矿区三维地质可视化及数值模型构建 被引量：39
3
作者 刘晓明 罗周全 +1 位作者 杨彪 张保 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期4006-4010,4015,共6页
复杂三维地质可视化和数值模型的构建是采矿、岩土及水利水电工程中常常遇到的关键问题。针对数值模拟软件在复杂矿区地质体模型构建及单元网格划分等前处理问题上存在的不直观、工作量大等缺点,结合矿业软件在复杂三维地质体建模的强... 复杂三维地质可视化和数值模型的构建是采矿、岩土及水利水电工程中常常遇到的关键问题。针对数值模拟软件在复杂矿区地质体模型构建及单元网格划分等前处理问题上存在的不直观、工作量大等缺点,结合矿业软件在复杂三维地质体建模的强大优势,在研究线框模型和块体模型差异的基础上,提出了基于线框模型的复杂矿区三维地质可视化及数值模型构建技术。根据线框模型特点不同,以地表和采空区模型为型,分别阐述了基于Surpac的表面模型和实体模型无缝转换成MIDAS/GTS数值模型的有效方法,并将该技术成功应用于冬瓜山铜矿复杂采空区群围岩稳定性研究中。结果表明,该方法是可行、有效的,从而为矿山开采设计、安全分析及复杂地质体结构的岩土工程数值模拟分析提供了一种新的建模方法。 展开更多
关键词 地质可视化 三维地质模型 数值模型 SURPAC MIDAS/GTS
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国内外常用的空气质量模式介绍 被引量：25
4
作者 聂邦胜 《海洋技术》 2008年第1期118-121,132,共5页
人们对空气污染问题的关注促进了空气质量数值模式的发展。至今,空气质量模式已经发展了三代。目前,国内外常用的模式有ISC3,ADMS,AERMOD,Models-3,CAPPS等。应该根据实际问题的需求选择合适的模式。
关键词 空气质量 数值模式 ISC3 ADMS AERMOD models-3 CAPPS
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珠江河口氮和磷循环及溶解氧的数值模拟 Ⅰ.模式建立 被引量：17
5
作者 管卫兵 王丽娅 许东峰 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期52-60,共9页
为了研究珠江河口营养物质循环和溶解氧,建立了一个生态型水质模式.在该水质模式中营养物质以溶解无机态、碎屑有机物质、底栖物质、浮游植物和浮游动物等5种形态出现,而每种形态均分氮和磷两种形式.水质模式采用三维形式,并与斜压水动... 为了研究珠江河口营养物质循环和溶解氧,建立了一个生态型水质模式.在该水质模式中营养物质以溶解无机态、碎屑有机物质、底栖物质、浮游植物和浮游动物等5种形态出现,而每种形态均分氮和磷两种形式.水质模式采用三维形式,并与斜压水动力和泥沙模式联立运行. 展开更多
关键词 珠江河口 磷循环 溶解氧 氮循环 数值模拟 水质模式 营养物质
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徐州市张集水源地裂隙岩溶水三维等参有限元数值模拟 被引量：16
6
作者 钱家忠 吴剑锋 +1 位作者 董洪信 朱学愚 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期37-41,共5页
基于徐州市张集水源地裂隙岩溶水贮存和运动特征,建立了三维有限元数学模型,利用等参有限元方法求解,并根据大型群孔干扰抽水试验资料,识别模型参数,进一步对裂隙岩溶水资源的开采方案进行了评价,得到结论如下:(1)模型具有较高的精度,... 基于徐州市张集水源地裂隙岩溶水贮存和运动特征,建立了三维有限元数学模型,利用等参有限元方法求解,并根据大型群孔干扰抽水试验资料,识别模型参数,进一步对裂隙岩溶水资源的开采方案进行了评价,得到结论如下:(1)模型具有较高的精度,适合于张集水源地裂隙岩溶水资源评价;(2)张集水源地的允许开采量为13 71万m3 d,这一数值是有保证的;(3)在年降水量大于846 4mm(该区历史上降水量偏低的10年的年平均降水量)的年份,允许开采量可增大。上述结论为水源地开采提供了依据,同时对条件类似地区的地下水资源评价具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 徐州市 水源地 裂隙岩溶水 等参有限元 三维数值模拟
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开挖卸荷条件下煤岩变形破坏与能量释放的数值分析 被引量：20
7
作者 孙华飞 杨永明 +2 位作者 鞠杨 张钦刚 彭瑞东 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期258-272,共15页
煤岩原始存在着大量不规则无序分布的节理/裂隙和软弱夹层等断续结构,这些断续结构的几何形态、尺寸、分布、接触以及填充物性质决定着煤岩的物理力学性能与变形破坏行为。现有的数学或力学方法尚不足以从理论上准确刻画断续结构及其对... 煤岩原始存在着大量不规则无序分布的节理/裂隙和软弱夹层等断续结构,这些断续结构的几何形态、尺寸、分布、接触以及填充物性质决定着煤岩的物理力学性能与变形破坏行为。现有的数学或力学方法尚不足以从理论上准确刻画断续结构及其对煤岩变形破坏的控制作用。本文采用高精度CT成像和三维重构方法,构建了体现不连续节理/裂隙的不规则几何形态、接触与切割状态以及网络结构特征的断续煤岩三维数值模型,引入单元生死算法定量分析和直观显示了不同开挖卸载模式下断续煤岩变形破坏的应力场、破坏区域及空间分布、能量耗散与能量释放特征,揭示了卸载模式、断续节理/裂隙对煤岩力学性质及破坏机制的影响,为认识和掌握开挖卸荷对断续煤岩变形破坏的控制作用提供了方法和途径。 展开更多
关键词 三维数值模型 断续煤岩 CT成像 变形破坏 卸载
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非结构网格上的三维浅水流动数值模型 被引量：17
8
作者 赖锡军 曲卓杰 +1 位作者 周杰 申满斌 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期693-699,共7页
针对当前复杂环境水流模拟的需求,建立了新型的基于特征型高分辨率数值算法的三维非结构网格浅水动力模型。模型采用有限体积法离散sigma坐标下的三维浅水方程,运用Roe黎曼近似解评估水平界面通量。模型网格拟合边界能力强,可根据需要... 针对当前复杂环境水流模拟的需求,建立了新型的基于特征型高分辨率数值算法的三维非结构网格浅水动力模型。模型采用有限体积法离散sigma坐标下的三维浅水方程,运用Roe黎曼近似解评估水平界面通量。模型网格拟合边界能力强,可根据需要局部加密;格式数值性能优良,具有守恒性、单调迎风性、高数值分辨率等特性。同时,应用干湿判别法处理动边界,以适应浅滩地形漫/露过程模拟的需要。封闭水池内部风生环流、干河床上溃坝过程和长江口实际潮流场的模拟从不同侧面展示了模型的特点,结果表明它能够准确地预测水流的三维流动结构,而且计算简单高效,具有良好的数值稳定性。 展开更多
关键词 三维 浅水 非结构网格 黎曼近似解 sigma坐标 动边界 水动力模型
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一次超级单体的多普勒特征和数值模拟特征对比分析 被引量：17
9
作者 胡胜 于华英 +2 位作者 胡东明 蔡安安 伍志方 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2006年第5期466-472,共7页
首先利用多普勒雷达分析了影响广州的超级单体的典型特征。从反射率因子产品中可以观测到指状回波、V型缺口、弱回波区、回波悬垂和回波墙。截取沿着风暴低层入流方向并通过反射率因子核区的垂直剖面,分析出云内存在两支对峙的上升和下... 首先利用多普勒雷达分析了影响广州的超级单体的典型特征。从反射率因子产品中可以观测到指状回波、V型缺口、弱回波区、回波悬垂和回波墙。截取沿着风暴低层入流方向并通过反射率因子核区的垂直剖面,分析出云内存在两支对峙的上升和下沉气流。随后利用三维对流风暴云模式模拟了此次过程。模拟的最大反射率因子为75 dBZ,60 dBZ回波核区厚度超过了14km,比实际探测值偏大,这是模式本身的问题,其主要原因是没有考虑衰减的影响,也可能是模式初始扰动偏大和粒子非球形的影响。模式还给出了超级单体强盛时的流场结构：近地层以辐合气流为主,为雷暴出流；其上上升气流占据主导地位,为辐合风场；但在顶端没有给出携带降雨粒子的出流所产生的云砧。另外,模式较好地模拟了云内垂直运动的演变：开始时,地面辐合形成有组织的上升气流；随后上升运动加大,具有倾斜性,促使单体进一步发展；之后,单体内出现了下沉气流,与上升气流并存,但上升气流占主导地位；风暴强盛时近地层辐散加强；此后,下沉气流逐步控制云体,单体迅速减弱。 展开更多
关键词 超级单体 中尺度气旋 弱回波区 三维数值模式
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弯曲河流三维数值模型 被引量：13
10
作者 李艳红 周华君 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2004年第z1期856-864,共9页
　将平面正交曲线坐标系和垂向σ伸缩坐标系相结合,建立适合弯曲河流的三维水流数值模型。采用模式分裂技术将控制方程分解为外、内模式联合求解,方程的离散采用有限差分法。采用嘉陵江广元城区河段5个弯段内7个典型横断面地形、水位和... 　将平面正交曲线坐标系和垂向σ伸缩坐标系相结合,建立适合弯曲河流的三维水流数值模型。采用模式分裂技术将控制方程分解为外、内模式联合求解,方程的离散采用有限差分法。采用嘉陵江广元城区河段5个弯段内7个典型横断面地形、水位和流速资料对本文模型进行验证,模型成功地模拟出了水面横比降和弯道二次流,模拟结果与实测数据吻合较好。 展开更多
关键词 弯曲河流 三维数值模型 模式分裂技术 有限差分法 水面横比降 弯道二次流
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河口海岸三维水流数值模型中几种垂向坐标模式研究述评 被引量：12
11
作者 陶建峰 张长宽 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2007年第1期133-142,共10页
回顾了近年来国内外河口、近岸海域三维斜压水流数值模式研究的进展,着重讨论了不同垂向坐标下三维水流模式的发展状况以及存在的问题。地形拟合坐标(σ坐标)模式可以很好地拟合床面地形和自由面,已在物理海洋学中被广泛使用。但在地形... 回顾了近年来国内外河口、近岸海域三维斜压水流数值模式研究的进展,着重讨论了不同垂向坐标下三维水流模式的发展状况以及存在的问题。地形拟合坐标(σ坐标)模式可以很好地拟合床面地形和自由面,已在物理海洋学中被广泛使用。但在地形变化剧烈,尤其在密度层结效应明显的海域,σ坐标模式中的水平压强梯度力误差会引起伪密度流。寻求高精度的数值模式以及更加有效的拟合坐标变换将是值得努力的方向。 展开更多
关键词 河口海岸 三维水流 数值模式 垂向坐标 双坐标 水平压强梯度力
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双导堤口门航道横流特性对通航影响研究 被引量：16
12
作者 解鸣晓 张玮 李国臣 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2009年第5期968-971,共4页
在经验证的3维潮流数值模型基础上,对连云港地区双导堤口门进港航道内横流特性进行研究.结果表明航道内横流垂向梯度很大,不同吃水深度的船型实际承受的横流强度存在差异,吃水较浅的船型对应的横流较强;较大横流出现在高潮位时刻附近.... 在经验证的3维潮流数值模型基础上,对连云港地区双导堤口门进港航道内横流特性进行研究.结果表明航道内横流垂向梯度很大,不同吃水深度的船型实际承受的横流强度存在差异,吃水较浅的船型对应的横流较强;较大横流出现在高潮位时刻附近.在设计进港航道有效宽度时,必须充分考虑横流的垂向梯度,而仅采用二维模型加以评价偏于危险.在进港船舶的调度安排上,对于抵抗横流能力弱的较小船型应避免高潮位进港,如有困难也应尽量避免高潮位时双向通航. 展开更多
关键词 进港航道 横流特性 三维数值模型 有效宽度设计 船舶调度
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渗流-应力耦合作用下尾矿库稳定性的三维数值分析 被引量：16
13
作者 邓红卫 李爽 邓畯仁 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期133-138,共6页
尾矿坝稳定性分析对尾矿库运行具有重要的意义,数值模型的建立是尾矿库稳定性分析的关键因素之一。根据某尾矿库工程实际,利用3Dmine与Midas/GTS软件建立了三维数值模型,基于渗流-应力耦合机理,研究了干滩长度对尾矿库坝体稳定性的影响... 尾矿坝稳定性分析对尾矿库运行具有重要的意义,数值模型的建立是尾矿库稳定性分析的关键因素之一。根据某尾矿库工程实际,利用3Dmine与Midas/GTS软件建立了三维数值模型,基于渗流-应力耦合机理,研究了干滩长度对尾矿库坝体稳定性的影响机理。结果表明:1)渗流作用对尾矿库稳定性影响较大;2)在渗流-应力耦合作用下,随干滩长度减小,尾矿坝孔隙水压力逐渐增大,而整体位移量逐渐减小,最大位移区域从尾黏土层逐渐扩大到尾粉土层,尾矿库安全系数逐渐减小;3)得出了适用于该尾矿库的干滩长度与安全系数之间的函数关系。数值模拟结果显示,洪水工况下尾矿库安全系数为1.112 5,小于《尾矿库安全技术规程》规定的二等坝安全系数1.15。因此,应加强尾矿库的安全管理,以保障尾矿库后期的安全运行。 展开更多
关键词 安全工程 矿山安全 尾矿库 三维数值模型 耦合分析
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股骨形态及应力应变的三维有限元分析 被引量：13
14
作者 鞠杨 陈永兰 +1 位作者 孙华飞 宋振铎 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2007年第3期61-65,70,共6页
建立了一个针对高危女性人群股骨结构的三维有限元模型,分析了运动荷载作用下此类股骨的应力和应变分布以及股骨破坏的可能部位．结果表明:运动荷载使股骨产生较大的横向位移和弯曲变形;股骨颈处的应力和应变最大,容易在股骨颈处以及大... 建立了一个针对高危女性人群股骨结构的三维有限元模型,分析了运动荷载作用下此类股骨的应力和应变分布以及股骨破坏的可能部位．结果表明:运动荷载使股骨产生较大的横向位移和弯曲变形;股骨颈处的应力和应变最大,容易在股骨颈处以及大转子与股骨干的连接部位附近发生破坏．模拟结果为研制适用于此类人群的高性能人工股骨提供了参考． 展开更多
关键词 生物力学 三维数值模型 股骨 应力 变形
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支撑剂在三维裂缝中的运移分布计算 被引量：8
15
作者 郭大立 纪禄军 赵金洲 《河南石油》 CAS 2001年第2期32-34,共3页
综合应用流体力学、渗流力学、输砂力学和流体热力学等理论，分析支撑剂在三维裂缝中的运移分布规律，建立了一会考虑缝高变化时支撑剂运移分布的数值计算模型，并利用该模型进行了实例计算。该模型和方法能满足三维压裂设计的工程计算... 综合应用流体力学、渗流力学、输砂力学和流体热力学等理论，分析支撑剂在三维裂缝中的运移分布规律，建立了一会考虑缝高变化时支撑剂运移分布的数值计算模型，并利用该模型进行了实例计算。该模型和方法能满足三维压裂设计的工程计算需要。 展开更多
关键词 油气层 水力压裂 三维裂缝 支撑剂 数值模型 运移分布规律
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基于FLAC^(3D)的沈阳地铁隧道开挖三维稳定性分析 被引量：11
16
作者 滕海文 王涛 +1 位作者 霍豫慧 郝哲 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1074-1079,共6页
以沈阳地铁1号线为背景,根据沈阳地质资料,运用FLAC3D建立了隧道开挖模型,分别对喷射混凝土预支护和混凝土衬砌进行了研究,分析两者对土体竖向位移的影响,建立了隧道开挖进度和土体沉降之间的关系,同时得出喷射混凝土预支护和混凝土衬... 以沈阳地铁1号线为背景,根据沈阳地质资料,运用FLAC3D建立了隧道开挖模型,分别对喷射混凝土预支护和混凝土衬砌进行了研究,分析两者对土体竖向位移的影响,建立了隧道开挖进度和土体沉降之间的关系,同时得出喷射混凝土预支护和混凝土衬砌厚度变化对支护拱顶和地面沉降量敏感度不同的结论. 展开更多
关键词 FLAC3D 稳定性 沉降 数值模拟 隧道开挖
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国内外常用的空气质量模式介绍 被引量：11
17
作者 聂邦胜 《江苏环境科技》 2008年第A01期125-128,共4页
人们对空气污染问题的关注促进了空气质量数值模式的发展,至今空气质量模式已经发展了三代。目前,国内外常用的模式有ISC3,ADMS,AERMOD,Models-3,CAPPS等。选择空气质量模式应该根据实际问题的需求选择合适的模式。
关键词 空气质量 数值模式 ISC3 ADMS AERMOD models-3 CAPPS
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基于真实细观尺度的沥青混合料三维重构算法 被引量：11
18
作者 万成 张肖宁 +2 位作者 贺玲凤 王端宜 张吉庆 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2813-2820,共8页
利用X-ray CT扫描沥青混合料试样,获取混合料内部真实细观结构的CT图像。重点对沥青混合料的三维重构算法进行研究,提出实现三维重构的关键:像素单元体与节点匹配技术。通过构建像素单元体和节点的三维空间维度以及相互逻辑匹配关系,建... 利用X-ray CT扫描沥青混合料试样,获取混合料内部真实细观结构的CT图像。重点对沥青混合料的三维重构算法进行研究,提出实现三维重构的关键:像素单元体与节点匹配技术。通过构建像素单元体和节点的三维空间维度以及相互逻辑匹配关系,建立初步的三维数值模型,在此基础上,采用指针扫描对数值模型中的混合料单元体进行提取,同时按照空间实际分布形态准确分割出混合料中的集料、砂胶和空隙。 展开更多
关键词 沥青混合料 三维重构算法 细观尺度 数值模型
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双U型地埋管换热器换热性能模拟分析 被引量：11
19
作者 杨培志 陈嘉鹏 +1 位作者 陈君文 李明 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1733-1738,共6页
针对垂直双U型地埋管换热器,在MATLAB平台上建立热渗耦合作用下地埋管换热器的三维数值传热模型,并通过岩土热响应试验验证该模型的正确性。基于建立的三维数值传热模型,分析U型管内水流速度、回填材料热物性参数、地下水渗流速度及地... 针对垂直双U型地埋管换热器,在MATLAB平台上建立热渗耦合作用下地埋管换热器的三维数值传热模型,并通过岩土热响应试验验证该模型的正确性。基于建立的三维数值传热模型,分析U型管内水流速度、回填材料热物性参数、地下水渗流速度及地下水水位对地埋管换热器换热性能的影响。研究结果表明:当U型管内水流速度从0.1 m/s增大到0.2 m/s时,可以明显提高地埋管换热器的换热性能;与增大导热系数相比,增大容积比热对提升地埋管换热器换热性能不明显;当地下水渗流速度从0 m/a增大到35 m/a时,地埋管换热器与土壤的换热效果明显;地下水位对地埋管换热器换热性能有较大影响。 展开更多
关键词 地埋管换热器 三维数值传热模型 地下水渗流 岩土热响应试验
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C-D无结构网格上的三维自由水面非静水压力流动模型Ⅰ:算法 被引量：11
20
作者 胡德超 张红武 钟德钰 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期948-955,共8页
为准确模拟垂向运动尺度较大的水流运动,本文基于压力分裂模式和半隐方法提出了C-D无结构、z坐标网格上的三维非静水压力流动模型的构造方法,并详细论述了模型的求解过程。模型先在忽略动水压强项的隐式部分的条件下求解控制方程,获得... 为准确模拟垂向运动尺度较大的水流运动,本文基于压力分裂模式和半隐方法提出了C-D无结构、z坐标网格上的三维非静水压力流动模型的构造方法,并详细论述了模型的求解过程。模型先在忽略动水压强项的隐式部分的条件下求解控制方程,获得比较接近的初始解;再考虑动水压强项的隐式部分并求解一个关于它的三维Poisson方程,因此计算容易收敛。本文模型与传统的C网格上的非静水模型相比,增加了对水平切向动量方程的求解,消除了因C网格的简化处理所带来的精度损失。控制方程用有限体积-有限差分法离散,自由水面用水位函数法处理。对水位η和动水压强q分别采用不同的隐式因子以兼顾各自稳定和精度的要求。压力分裂模式、θ半隐方法和欧拉-拉格朗日方法(ELM)等的联合使用使得本模型具有简单、稳定、高效的特点。 展开更多
关键词 三维 数学模型 C-D网格 无结构网格 自由流动 非静水
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