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为高效求解扩展型Boussinesq水波方程,建立了基于有限差分和有限体积方法的混合数值格式。将一维控制方程写为守恒形式,方程中通量部分采用有限体积方法求解,剩余部分采用有限差分方法求解。其中,有限体积方法采用Godunov类高分辨率格式,并结合HLL(Harten-Lax and van Leer)式黎曼问题近似解求界面数值通量,黎曼问题界面左右变量通过高精度状态插值方法(MUSCL)构筑。有限差分方法则采用具有二阶精度的中心差分公式进行。采用具有TVD(Total Variation Diminishing)性质的三阶龙格-库塔多步积分法进行时间积分。对数值模式进行了验证,数值结果同解析解或实验数据吻合良好。 相似文献
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天然气水合物微观模式及其速度参数估算方法研究 总被引：9，自引：2，他引：9
天然气水合物沉积介质速度的估算是水合物人工地震探测理论方法和技术研究的组成部分。文中针对水合物在介质孔隙中悬浮、颗粒接触和胶结 3种微观模式 ,对前人估算其速度的多种方法进行了分析研究 ,结合试算模型 ,重点考查时间平均方程、伍德方程、李权重方程和等效介质等方法估算速度的适用性和使用条件。研究结果表明 ,每种方法都有其适用和不适用 (或不太适用 )的条件 ,水合物悬浮模式、颗粒接触模式和胶结模式 ,最为适宜使用的速度估算方法分别是伍德方程、权重方程和时间平均方程。权重方程在合理调整权重参数时有较宽的适用性。 相似文献
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流体激光测速的精度与示踪粒子的跟随特性即流体中异质粒子的非恒定运动特性密切相关。首先对粒子非恒定运动方程进行了探讨,着重考虑了在高颗粒雷诺数时该方程的修正问题,简要分析了该方程的数学属性,并构造了这类方程的数值计算方法。分析表明,高颗粒雷诺数下的粒子非恒定运动方程为非线性奇异积分方程,而当颗粒雷诺数小于1时,则线性化为第二类渥尔特拉(Volterra)积分方程。以几种均匀流中球形小颗粒的非恒定运动为算例,计算结果与其解析解及有关实验数据的比较表明,数值方法具有良好的计算精度。 相似文献
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感潮河道水流属于非恒定流，其潮量可通过简化求解圣维南方程来推算。用试算法求解方程，先求得上(下)游断面的流量，进而求得上、下游断面的潮量。方法简单可行，并可在计算机上连续作业，精度也较高。 相似文献
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基于FLUENT的二维滑坡涌浪数值模拟 总被引：1，自引：1，他引：0
本文从N-S方程出发,建立了二维滑坡涌浪控制方程,使用二维非定常分离隐式PISO算法求解方程。通过UDF(User-Defined Function)编程,采用动网格技术控制滑体的运动,结合RNGk-ε湍流模型并采用VOF方法跟踪非线性自由表面流场,基于流体计算软件FLUENT模拟滑体下滑所引起的水的速度、自由表面高度变化以及流动过程,并将数值计算结果与Monaghan和Kos的试验数据进行比较。算例表明:本模型能很好地模拟出滑体下滑过程中孤立波的产生和传播以及涡流的形成。在此基础上,本文还研究了滑体速度对水体自由表面变形的影响。 相似文献
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地下水流量衰减方程研究进展及展望 总被引：1，自引：0，他引：1
地下水流量衰减分析是水文地质学和水文学的一种重要方法,衰减方程的研究又是衰减分析研究的重要内容。对基于含水层水流方程、流域蓄-泄关系和经验关系的地下水流量衰减方程进行了归纳总结,共整理了16个较常使用的衰减方程,阐述了每一个衰减方程的由来、方程参数含义及其应用情况,其中指数衰减方程应用最为广泛。最后提出了研究展望:(1)研究水文地质条件与衰减方程的对应关系;(2)新衰减方程的研究;(3)采用数值试验方法进行衰减方程的研究。 相似文献
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饱和水流溶质运移问题数值解法综述 总被引：10，自引：0，他引：10
本文总结了饱和水流中溶质运移方程求解的各种数值方法，分析各种方法的本质特征以及各自的优缺点，并指出了求解对流—弥散方程的各种数值方法的研究进展和值得重视的问题。研究结果表明，自适应欧拉—拉格朗日法(EM)是溶质运移问题中，求解对流—弥散方程是比较有发展潜力的方法之一。以MMOC法为基础在陡峰值高价插值和其它区域低价插值相结合的ELM法，将是未来发展的趋势。而寻求非规则网格上高精度的空间单元插值模式，已开始成为求解对流问题数值方法研究的重点和关键问题。 相似文献
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锶同位素初始比值在划分花岗岩成因类型上的应用探讨 总被引：2，自引：0，他引：2
本文根据吴利仁的锶同位素初始比值(Ⅰ值)演化图解,计算出划分花岗岩成因类型分界线的三条直线方程:(1)幔源型与幔壳混源型分界线方程;(2)混源型与壳源型分界线方程;(3)壳源型中,下地壳与上地壳分界线方程。只要知道一个花岗岩体的形成年龄和Ⅰ值,就可以根据三个方程的分界值准确地判定其成因类型。这种利用Ⅰ值线方程定量地划分花岗岩成因类型的方法,符合Ⅰ值随时间推移而增长的规律,比目前采用的固定值法更加合理。此外,根据(1)、(2)二个方程,应用杠杆原理,还可大致估计幔、壳源岩的百分比。 相似文献
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为了研究赣江下游入河污染物对河流水质的影响,建立了基于WASP（Water quality Analysis Simulation Program）模型富营养化原理和ELADI（Eulerian-Lagrangian Alternating Direction Implicit Method）有限差分方法的正交曲线平面二维水环境模型WESC2D（Two-Dimensional Water Environment Simulation Code）。模型采用基于双线性插值及亚网格技术的欧拉-拉格朗日方法求解对流项,在简单的浓度峰输运和赣江下游溶解氧变化过程算例检验的基础上,计算与分析了赣江下游入河排污口氨氮污染负荷与水质之间的动态响应关系。模拟与分析结果表明,WESC2D模型的计算结果与解析解吻合良好,有效地减少了欧拉-拉格朗日方法的数值耗散,并为赣江下游污染负荷与水质响应关系计算提供了重要工具。 相似文献
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煤层气开采过程中通常采用数值模拟方法进行生产指标预测,其中的数值模型普遍采用三维全隐式差分法求解,模型涉及的参数变量多,求解难度大,计算复杂。根据煤层气的储气特征、吸附特征和解吸机理建立了反映煤层气解吸、扩散及渗流过程的气、水两相流动煤层气羽状水平井三维数学模型,模型考虑了煤层非均质各向异性的影响,运用块中心差分格式,对气、水相偏微分方程进行空间差分和时间差分,采用交替隐式(ADI)法求解,实现了煤层气羽状水平井开发数值模拟计算。交替方向格式可以把二维问题转化成一维问题,对x,y两个方向的迭代矩阵均为三对角矩阵,结构相同,易于编程计算。所建立的差分格式具有计算量小,稳定性好等优点,数值试验的结果表明效果良好。 相似文献
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基于有限体积方法和结构化网格,建立了海底滑坡引起的波浪传播数值模型。模型控制方程为考虑了海床随时间变化的二维浅水方程。采用中心迎风格式计算控制体界面数值通量,采用线性重构技术、局部海床高程处理技术和全隐式离散底摩阻项,保证了格式的和谐性、守恒性和水深非负性,有效处理了海岸动边界问题。时间积分采用具有强稳定性质的二阶龙格-库塔方法（ssp RK）。针对滑坡体兴波经典算例开展数值模拟,将计算结果与解析解、实验结果及其他模型计算结果进行比较和分析。结果表明,对于所考虑的计算工况,模型能较合理地模拟滑坡兴波的产生、传播和爬高过程。 相似文献
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In this study, the Maximum Entropy Meshfree (MEM) method is employed for analysing geotechnical problems involving material nonlinearity, assuming small strains. The efficiency of the MEM method is evaluated through several solution schemes for the global governing equations as well as the local constitutive equations. The conventional implicit approach involving the Newton-Raphson method and an explicit adaptive dynamic relaxation technique are employed for solving the governing equations, while local constitutive equations are solved numerically as well as analytically. Two- and three-dimensional numerical experiments are performed to study the efficiency of different configurations of the solution scheme, which leads to some important conclusions about application of the MEM method in geotechnical problems. 相似文献
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为了实现缓变瞬态电磁场的时域有限差分(FDTD)模拟,引入了虚拟位移电流,使FDTD随时间步的递推能够进行。在以往较简单模型的计算中,利用时域瞬变场传播需要时间的性质,可将激励源化为初始条件代入,但是对于复杂3D模型,原有的方法不再适用,应当重新考虑源和边界条件的处理方法。由于实际源带有“斜坡”,故可采取将激励源模拟注入的方式;地下边界根据电磁波在导电媒质中快速衰减的特性设定,将改进的完全匹配层用于空中边界。分析表明,对于由空中和地下区域非均匀网格离散引起的时间稳定性问题,交替方向隐式FDTD是可行的解决办法。 相似文献
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本文中使用的径向基函数配点法是以时空配点法为基础来解决抛物型方程的一类问题。这种方法与近似求时间导数的隐式,显式法以及其他数值法不同,它不需要对离散系统的时间稳定性进行分析。用时空径向基函数配点法求解二维地下水非稳定流动问题,通过呈现有混合边界条件及只有一类边界条件两种情况下的计算结果,说明了该方法求解该问题的精度及效率较高,结果理想。 相似文献
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An iterative method is presented for solving a fully coupled and implicit formulation of fluid flow in a porous medium. The mathematical model describes a set of fully coupled three-phase flow of compressible and immiscible fluids in a saturated oil reservoir. The finite element method is applied to obtain the simultaneous solution (SS) for the resulting highly non-linear partial differential equations where fluid pressures are the primary unknowns. The final discretized equations are solved iteratively by using a fully implicit numerical scheme. Several examples, illustrating the use of the present model, are described. The increased stability achieved with this scheme has permitted the use of larger time steps with smaller material balance errors. 相似文献
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A novel numerical method based on the finite element approach is established for the zero current method approach for calculating multi-species ionic diffusion. The proposed numerical method uses the direct calculation of the coupled set of equations in favor of the staggering approach. A one-step truly implicit time stepping scheme is adopted together with an implementation of a modified Newton–Raphson iteration scheme for search of equilibrium at each considered time step calculation. Results from the zero current case are compared with existing results from the solutions of the more general Gauss’ law method. 相似文献