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有自由面渗流分析的虚单元法 被引量:61
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作者 吴梦喜 张学勤 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第8期67-71,共5页
有自由面渗流分析的有限元法一般采用移动网格法.近年来出现了几种固定网格法在扩大了的域上求解,本文在上述方法的基础上,提出了有自由面渗流分析的虚单元法,该法优于上述方法.
关键词 渗透 自由面 虚单元法 固定网格
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三种人工湿地脱氮除磷效果比较研究 被引量:77
2
作者 李旭东 周琪 +2 位作者 张荣社 张旭 李广贺 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第U04期73-76,共4页
对沸石潜流湿地、砾石潜流湿地和自由表面流人工湿地脱氮除磷性能进行了中试对比试验研究,结果表明:在相同进水水质和水力停留时间为1 d的运行条件下,沸石潜流湿地脱氮效果最佳,总氮去除率接近60%;砾石潜流湿地除磷效果最佳,总磷去除率... 对沸石潜流湿地、砾石潜流湿地和自由表面流人工湿地脱氮除磷性能进行了中试对比试验研究,结果表明:在相同进水水质和水力停留时间为1 d的运行条件下,沸石潜流湿地脱氮效果最佳,总氮去除率接近60%;砾石潜流湿地除磷效果最佳,总磷去除率可达70%;自由表面流人工湿地脱氮除磷效果介于沸石和砾石潜流湿地之间。探讨了三种人工湿地脱氮除磷机理方面的差别,并对其进行了经济性、运行方式等方面的比较。 展开更多
关键词 人工湿地 脱氮除磷 沸石 砾石 自由表面
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用变分不等式理论求解渗流问题的截止负压法 被引量:68
3
作者 速宝玉 沈振中 赵坚 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第3期22-29,35,共9页
提出了用变分不等式的理论求解一般稳定渗流问题的新方法─截止负压法,它直接以压力场为未知函数,采用罚函数有限元并结合固定网格迭代确定自由面,能求解任意边界、任意结构的非均质各向异性渗流问题。
关键词 渗流 变分不等式 截止负压 计算
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三维VOF模型及其在溢洪道水流计算中的应用 被引量:79
4
作者 李玲 陈永灿 李永红 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期83-87,共5页
详细介绍了VOF模型及其应用方法,结合k-ε紊流模型和分段线形方式构造界面的方法,数值求解了带自由水面的三维水流流动问题。以大型水工建筑物溢洪道内水流流动为例,计算了溢洪道内水流流动特性,并将计算结果与实验数据进行对比,结果表... 详细介绍了VOF模型及其应用方法,结合k-ε紊流模型和分段线形方式构造界面的方法,数值求解了带自由水面的三维水流流动问题。以大型水工建筑物溢洪道内水流流动为例,计算了溢洪道内水流流动特性,并将计算结果与实验数据进行对比,结果表明计算值与实测值相吻合,说明VOF模型能够精确地跟踪自由表面,适用于溢洪道等大型水工建筑物内的水流流动的数值模拟。 展开更多
关键词 水力学 自由表面 VOF方法 溢洪道 数值模拟
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改进排水子结构法求解地下厂房洞室群区的复杂渗流场 被引量:58
5
作者 朱岳明 陈振雷 +2 位作者 吴愔 陈晴 徐爱忠 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第9期79-85,共7页
本文论述了用改进排水子结构法精细地求解地下厂房区复杂渗流场的方法,突出地介绍了对厂房、排水廊道及排水孔等孔洞内边界上渗流状态的数学模拟方法最后以大朝山水电站工程为例对渗流场进行了求解.
关键词 渗流场 排水孔 自由面 排水子结构 地下厂房
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近自由面水下爆炸气泡的运动规律研究 被引量:64
6
作者 张阿漫 姚熊亮 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期339-353,共15页
基于边界积分法建立水下爆炸气泡与自由面耦合数值模型;并开发相应的计算程序,计算值与实验值符合较好.从气泡与自由面相互作用的基本现象入手,运用开发的程序系统地研究了近自由面水下爆炸气泡的动态特性,包括近自由面气泡的环状回弹... 基于边界积分法建立水下爆炸气泡与自由面耦合数值模型;并开发相应的计算程序,计算值与实验值符合较好.从气泡与自由面相互作用的基本现象入手,运用开发的程序系统地研究了近自由面水下爆炸气泡的动态特性,包括近自由面气泡的环状回弹及自由面的水冢现象;研究距离参数、浮力参数以及强度参数等特征参数与自由面Bjerknes效应之间的关系,总结相关规律,近自由面气泡的动态特性与这些特征参数有密切的关系.并在研究过程中,讨论了基于Kelvin-impulse理论的Blake准则的适用范围,并解释了Blake准则的失效的原因.旨在为相关的近自由面水下爆炸气泡动态特性研究提供参考. 展开更多
关键词 气泡 自由面 环状 水冢
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溢流丁坝附近自由水面的实验研究与数值模拟 被引量:40
7
作者 李志勤 李洪 +1 位作者 李嘉 李然 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期53-57,共5页
在整治河道中,丁坝的存在使得丁坝附近自由水面及流场的三维特性非常突出,对这种三维特性非常突出的自由水面和流场的模拟在计算流体力学的应用中一直是个难点。作者对溢流丁坝附近的自由水面进行了实验研究,应用VOF方法和标准的k~ε... 在整治河道中,丁坝的存在使得丁坝附近自由水面及流场的三维特性非常突出,对这种三维特性非常突出的自由水面和流场的模拟在计算流体力学的应用中一直是个难点。作者对溢流丁坝附近的自由水面进行了实验研究,应用VOF方法和标准的k~ε模型耦合求解对丁坝附近自由水面的模拟,模拟结果与实测值吻合较好,说明VOF方法可以在丁坝附近自由水面的计算中应用推广。同时,还对溢流丁坝附近的流场进行了预测。 展开更多
关键词 流场 自由水面 丁坝 V0F方法 河道整治
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三维无压渗流场的有限元算法研究 被引量:25
8
作者 黄蔚 刘迎曦 周承芳 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期33-36,共4页
求解含自由面的三维无压渗流场属于边界不确定的非线性问题 .本文首先对目前存在的各种算法进行了分析 ,在调整传导矩阵的基础上 ,提出了丢单元的有限元算法 ,在算例中与解析解和其他数值算法的结果进行了比较 ,证实了该算法的有效性 ,... 求解含自由面的三维无压渗流场属于边界不确定的非线性问题 .本文首先对目前存在的各种算法进行了分析 ,在调整传导矩阵的基础上 ,提出了丢单元的有限元算法 ,在算例中与解析解和其他数值算法的结果进行了比较 ,证实了该算法的有效性 ,并在含排水 (孔 )幕的丰满大坝的渗流分析中得以应用 ,迭代过程收敛快 ,稳定性好 。 展开更多
关键词 自由面 渗流 有限元分析 算法 水利工程
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饱和非饱和三维多孔介质非稳定渗流分析 被引量:34
9
作者 朱军 刘光廷 陆述远 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2001年第3期5-8,26,共5页
对常用的饱和非饱和三维多孔介质非稳定渗流的有限元算法提出了改进 ,经实例证明 ,本方法是有效可行的 .
关键词 非饱和 非稳定渗流 自由面 溢出面 有限元
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带有曲线自由水面的阶梯溢流坝面流场的数值模拟 被引量:40
10
作者 陈群 戴光清 刘浩吾 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第9期20-26,共7页
本文利用k -ε紊流模型模拟坝面上的复杂紊流流场 ,并且采用非结构网格来处理复杂的边界形状 ,对自由水面 ,引入水 -气两相分层流理论中的流体体积分数法 (VOF)来迭代求解。通过模拟计算 ,得到坝面水流的水面线、速度场、压力场等 ,并... 本文利用k -ε紊流模型模拟坝面上的复杂紊流流场 ,并且采用非结构网格来处理复杂的边界形状 ,对自由水面 ,引入水 -气两相分层流理论中的流体体积分数法 (VOF)来迭代求解。通过模拟计算 ,得到坝面水流的水面线、速度场、压力场等 ,并与模型试验实测结果进行对比分析 。 展开更多
关键词 阶梯溢流坝 K-Ε紊流模型 数值模拟 自由水面
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改进的单元渗透矩阵调整法求解无压渗流场 被引量:25
11
作者 朱军 刘光廷 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第8期49-52,共4页
针对现有单元渗透矩阵调整法解决无压渗流问题的不足 ,本文提出了改进算法 ,该法在调整渗透矩阵时对单元不同高斯点取不同的渗透系数 ,水上高斯点取原值的千分之一 ,水下高斯点取原值 ,以此原则计算单元渗透矩阵 ,从而避免了单元被自由... 针对现有单元渗透矩阵调整法解决无压渗流问题的不足 ,本文提出了改进算法 ,该法在调整渗透矩阵时对单元不同高斯点取不同的渗透系数 ,水上高斯点取原值的千分之一 ,水下高斯点取原值 ,以此原则计算单元渗透矩阵 ,从而避免了单元被自由面切割部分的体积求解 ,文中同时对溢出面的处理提出了新的见解 .经实例证明 ,本方法是有效可行的 . 展开更多
关键词 单元渗透矩阵调整法 无压渗流 自由面 溢出面 水利工程
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有自由面非稳定渗流分析的改进截止负压法 被引量:48
12
作者 张乾飞 吴中如 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期48-54,共7页
截止负压法是求解有自由面渗流问题较为有效的算法之一。针对其算法特点,结合渗流本质,指出该算法的不足之处在于只引用了单参数的罚函数,从而造成自由面附近区域的渗流计算不够精确。为此,提出了引用双参数罚函数的改进截止负压法,改... 截止负压法是求解有自由面渗流问题较为有效的算法之一。针对其算法特点,结合渗流本质,指出该算法的不足之处在于只引用了单参数的罚函数,从而造成自由面附近区域的渗流计算不够精确。为此,提出了引用双参数罚函数的改进截止负压法,改进后的算法更能准确地考虑单元的部分饱和非饱和作用,精确地计算单元结点外力或者结点不平衡力,进而提高计算精度和收敛速度。最后,将改进算法用于求解有自由面非稳定渗流问题,编制了相应的有限元分析程序,并通过算例进行验证。 展开更多
关键词 自由面 非稳定渗流 有限元方法 改进截止负压法
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堤坝饱和与非饱和渗流计算的有限单元法 被引量:18
13
作者 刘洁 毛昶熙 《水利水运科学研究》 CSCD 1997年第3期242-252,共11页
对饱和与非饱和渗流计算的有限单元法进行了推导,并建立了数学模型。通过计算,比较了一般的饱和渗流与饱和一非饱和渗流两种模型的计算结果,并引用模型试验资料进行验证。其结果表明,饱和非饱和渗流计算方法具有不进行自由面调整等... 对饱和与非饱和渗流计算的有限单元法进行了推导,并建立了数学模型。通过计算,比较了一般的饱和渗流与饱和一非饱和渗流两种模型的计算结果,并引用模型试验资料进行验证。其结果表明,饱和非饱和渗流计算方法具有不进行自由面调整等优点,在物理概念上更为完善。 展开更多
关键词 饱和非饱和渗流 数学模型 堤坝 渗流计算 土坝
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基于FLAC^(3D)的饱和-非饱和渗流分析 被引量:39
14
作者 李毅 伍嘉 李坤 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期617-622,共6页
当使用基于有限差分法的FLAC3D计算渗流场时,自由面位置过高,非饱和区渗透系数被定义成常数,这与实际情况不符。运用变单元渗透系数法,对其进行二次开发,并提出了修正的变单元渗透系数法,对非饱和区的渗透系数进行较为严格的理论修正,... 当使用基于有限差分法的FLAC3D计算渗流场时,自由面位置过高,非饱和区渗透系数被定义成常数,这与实际情况不符。运用变单元渗透系数法,对其进行二次开发,并提出了修正的变单元渗透系数法,对非饱和区的渗透系数进行较为严格的理论修正,得出准确的连续光滑的自由面,求解出饱和-非饱和渗流场。利用有限元法与该方法进行对比,论证了该方法的可行性和有效性。提出了附着接触面的方法,解决了三维复杂边界中寻找溢出点的困难;并以实际的三维复杂工程为例,计算了某边坡的渗流场分布情况,经验证,结果准确。研究成果对研究饱和-非饱和渗流以及该软件中与渗流有关的计算具有有指导意义。 展开更多
关键词 饱和-非饱和渗流 渗透系数 自由面 复杂边界
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CFD技术在三体船阻力性能研究中的应用 被引量:28
15
作者 陈康 黄德波 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期362-366,共5页
三体船作为一种新型的高性能船型,由于其出色性能而受到越来越多的重视.同时,三体船型仍不是一种成熟的船型,对它的研究和应用还面临很多难题.文中在粘性理论的范畴内,将目前较流行的CFD技术应用于三体船的阻力性能研究中,在考虑自由水... 三体船作为一种新型的高性能船型,由于其出色性能而受到越来越多的重视.同时,三体船型仍不是一种成熟的船型,对它的研究和应用还面临很多难题.文中在粘性理论的范畴内,将目前较流行的CFD技术应用于三体船的阻力性能研究中,在考虑自由水面效应的前提下,模拟了2种三体船构型在不同航速下的粘性流场,与三体船模型水池拖曳试验结果相比较,采用CFD技术模拟的结果是合理的.表明CFD技术可以在三体船型水动力性能研究中发挥重要作用.计算与试验结果在高Fr数段的较明显偏差表明对应用的方法或者算法本身有改进的必要. 展开更多
关键词 三体船 自由水面 阻力性能 CFD技术
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非淹没丁坝附近三维水流运动特性的研究 被引量:26
16
作者 周宜林 道上正规 桧谷治 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期46-53,共8页
非淹没丁坝是河道整治工程中一种常用的水工建筑物。为了分析非淹没丁坝布置效果,对丁坝附近三维水流运动试验研究和数值模拟。建立了三维水流大涡模拟数学模型,采用迭代法求解速度和压力,再由离散化的自由水面运动方程求解自由水面;根... 非淹没丁坝是河道整治工程中一种常用的水工建筑物。为了分析非淹没丁坝布置效果,对丁坝附近三维水流运动试验研究和数值模拟。建立了三维水流大涡模拟数学模型,采用迭代法求解速度和压力,再由离散化的自由水面运动方程求解自由水面;根据试验观测的水面线和流速分布资料,对数学模型进行验证。在此基础上,数值比较了三种丁坝(上挑,正挑,下挑)附近水流运动特性,结果表明,非淹没丁坝对水流运动影响较大,但三种形式的丁坝对水流的影响差别不大,相对而言,下挑丁坝对坝头防护效果较好。 展开更多
关键词 丁坝 大涡模拟 交错网格 有限差分方法 自由水面
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岩溶地区地基处理及基础设计方法探讨 被引量:35
17
作者 李国胜 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2020年第3期119-128,共10页
针对岩溶地区溶洞和土洞的特点,总结其基础设计方法和土洞及表层(或浅层)岩溶的处理方法。当满足《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)第6.6.6条规定时,可不考虑岩溶对地基稳定性的影响。当岩溶以上有厚度较大、承载力较高的覆土,... 针对岩溶地区溶洞和土洞的特点,总结其基础设计方法和土洞及表层(或浅层)岩溶的处理方法。当满足《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)第6.6.6条规定时,可不考虑岩溶对地基稳定性的影响。当岩溶以上有厚度较大、承载力较高的覆土,且岩溶稳定、基岩顶标高总体基本相同时,可采用整体性较好的筏基和箱基。对于高度较大的高层建筑,覆土承载力不满足时,可采用CFG桩等刚性桩复合地基进行处理;当覆土承载力较低时,可采用人工挖孔桩、冲击成孔灌注桩或旋挖桩,不能采用管桩或其他预制桩。采用桩基时,应保证桩端以下3倍直径且不小于5m深度范围内无土洞、溶洞、破碎带或软弱夹层等不良地质条件。对《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)第8.5.6条第6款规定的"桩底应力扩散范围内应无岩体临空面"的规定,可根据具体工程的覆土厚度、临空面坡度和软弱面倾斜方向等,分析其影响程度;不是所有临空面都影响地基稳定。嵌岩桩承载力大多由桩身混凝土强度控制,应重视桩身强度验算和桩身完整性检测。 展开更多
关键词 岩溶 溶洞 土洞 临空面 基础形式 桩基 嵌岩深度 超前钻
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气泡与自由液面相互作用的实验研究 被引量:34
18
作者 张阿漫 王超 +1 位作者 王诗平 程晓达 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期300-312,共13页
气泡在不同边界附近运动时,其运动特性与在自由场中相比会发生很大变化,特别是当气泡在近自由面附近运动时,与自由面发生强烈的耦合作用而产生极其复杂的水面现象.为探究其规律,在前人研究的基础上,采用电火花生成气泡,利用高速摄影系... 气泡在不同边界附近运动时,其运动特性与在自由场中相比会发生很大变化,特别是当气泡在近自由面附近运动时,与自由面发生强烈的耦合作用而产生极其复杂的水面现象.为探究其规律,在前人研究的基础上,采用电火花生成气泡,利用高速摄影系统对气泡与自由液面的相互作用进行了实验观察和研究.通过对大量实验数据的分析和整理,总结了自由液面的存在对气泡最大半径、脉动周期、射流时间以及射流宽度的影响,并初步拟合了放电电压与气泡最大半径的关系.对不同水冢现象的具体过程进行了分类和详细的描述,得出了发生不同水冢现象的决定因素,同时统计得到相同初始条件下水柱最大高度随无量纲距离的变化规律,为气泡与自由液面相互作用的研究提供了参考. 展开更多
关键词 气泡 自由面 实验 水冢
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自由液面大晃动的流固耦合数值分析方法研究进展 被引量:20
19
作者 王建军 李其汉 +2 位作者 朱梓根 陆明万 张雄 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2001年第4期447-454,共8页
本文较为全面地评述了国内外对具有自由液面大晃动的流固耦合问题的研究。在第2节,以两种典型的工程问题(石油化工储液罐抗震性和提离机理问题和液态金属快中子增殖堆主容器流固耦合问题)为背景全面评述了这类流固耦合问题的有关研究进... 本文较为全面地评述了国内外对具有自由液面大晃动的流固耦合问题的研究。在第2节,以两种典型的工程问题(石油化工储液罐抗震性和提离机理问题和液态金属快中子增殖堆主容器流固耦合问题)为背景全面评述了这类流固耦合问题的有关研究进展;文章的第3节较为深入讨论了这类流固耦合问题研究中所采用的分析方法(包括解析方法、半解析方法和数值方法以及问题描述的ALE格式等)和分析模型(包括位移-位移模型和多种的位移-势模型等);第4节首先从问题求解方面,说明了具有自由液面大晃动的流固耦合问题的性质和特点,然后讨论了交替求解方法及其对求解此类问题的特别适应性;最后,本文给出了这方面今后应进一步研究的问题。 展开更多
关键词 流固耦合 自由液面 大晃动 研究进展 交替求解方法 数值分析方法
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激光快速成形过程中熔池形态的演化 被引量:27
20
作者 陈静 谭华 +2 位作者 杨海欧 刘振侠 黄卫东 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期442-446,共5页
采用高速摄影技术对激光快速成形过程中液态熔池的形成及其演化过程进行了实时观察。结果发现,以一定速度向前运动的激光束辐照基材时,基材表面开始熔化并形成液态熔池,经过一个较短的时间间隔(约1.0 s)后熔池深度增大至一定值,熔池长... 采用高速摄影技术对激光快速成形过程中液态熔池的形成及其演化过程进行了实时观察。结果发现,以一定速度向前运动的激光束辐照基材时,基材表面开始熔化并形成液态熔池,经过一个较短的时间间隔(约1.0 s)后熔池深度增大至一定值,熔池长度则围绕一恒定值波动。以恒定送粉率向熔池中连续送进金属粉末时,熔池的长度和宽度逐渐减小,熔池寿命缩短。同时熔池后沿不断抬高即熔覆层厚度不断增加,最大熔深处熔池自由表面法向和激光束轴线之间的夹角由几度逐渐增大到20°~30°左右。熔池自由表面发生周期性的变化,实验观察到熔池后沿有周期性的“岛状凸起”出现和消失现象。数值计算结果证实这主要是熔池中熔体在表面张力梯度下引起的强制对流作用的结果。 展开更多
关键词 激光技术 熔池形态 高速摄影 自由表面 激光快速成形 熔体流动
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