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颗粒材料破碎行为数值分析方法研究综述

力学学报 2024年第1期56卷 1-22页

作者：梁绍敏冯云田赵婷婷王志华太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 斯旺西大学辛克维奇计算工程中心英国斯旺西SA18EP

颗粒材料在自然界和工程领域普遍存在,外载荷作用下颗粒可能发生破碎现象.颗粒材料的破碎行为会引起其物理力学性质的变化,给工程和建筑建设带来极大影响.研究宏、细观尺度下颗粒材料的破碎行为不仅可以揭示颗粒破碎的力学机理,还对工... 详细信息

颗粒材料在自然界和工程领域普遍存在,外载荷作用下颗粒可能发生破碎现象.颗粒材料的破碎行为会引起其物理力学性质的变化,给工程和建筑建设带来极大影响.研究宏、细观尺度下颗粒材料的破碎行为不仅可以揭示颗粒破碎的力学机理,还对工程领域的安全和正常进行提供保障.因此,分析颗粒破碎过程既具有实际工程意义,又有理论研究价值.文章综述了颗粒破碎行为研究的数值分析方法,在基于离散元法理论的数值方法中,介绍了黏结-破碎法和碎片替代法;在基于离散元-有限元耦合算法的方法中,介绍了比例边界有限元法、组合有限元-离散元法和内聚力模型;此外还详细介绍了近场动力学方法.文章主要梳理并讨论了以上数值方法的提出、实现过程、发展、关键问题、优势以及这些方法的不足之处.此外,针对每一种数值方法回顾了国内外的研究成果以及在工程中的主要应用,对每种方法重点关注的问题进行了介绍.最后对目前关于颗粒破碎的数值研究进行总结,并对今后的发展方向进行简单的展望.

关键词：颗粒破碎数值方法破碎机理工程应用计算效率

基于数字图像的真实细观非均质岩土力学分析数值方法

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地球物理学报 2022年第1期65卷 108-118页

作者：岳中琦香港大学土木工程系中国香港

本文介绍基于真实非均质岩土材料的数值方法与研究进展.这些方法运用新发展的数字图像技术,获取真实岩土和混凝土材料的细观非均质分布,再进行定量细观结构研究,采用数值计算程序,定量分析它们的物理力学响应,为解决限制岩土和混凝土力... 详细信息

本文介绍基于真实非均质岩土材料的数值方法与研究进展.这些方法运用新发展的数字图像技术,获取真实岩土和混凝土材料的细观非均质分布,再进行定量细观结构研究,采用数值计算程序,定量分析它们的物理力学响应,为解决限制岩土和混凝土力学进一步发展的非均质材料假设问题提供了有效途径.本文介绍该方法的研究背景和三项主要内容.包括真实细观非均质岩土材料力学数值分析方法,非均质岩土材料数值网格计算方法,和非均质岩土材料力学响应重要规律.

关键词：数字图像处理岩土力学地质力学数值方法非均质岩土材料混凝土

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SHUD数值方法分布式水文模型介绍

地球科学进展 2022年第7期37卷 680-691页

作者：舒乐乐常燕王建陈昊李照国赵林孟宪红中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000 中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 甘肃省遥感重点实验室甘肃兰州730000

水文模型是高效且经济的科学实验工具,不仅能结合观测数据验证科学理论、指导观测网络布设,而且对社会水资源管理、灾害防治以及经济决策等有不可或缺的重要价值。数值方法水文模型依据达西定律、理查兹方程和圣维南方程等水文物理公式... 详细信息

水文模型是高效且经济的科学实验工具,不仅能结合观测数据验证科学理论、指导观测网络布设,而且对社会水资源管理、灾害防治以及经济决策等有不可或缺的重要价值。数值方法水文模型依据达西定律、理查兹方程和圣维南方程等水文物理公式,充分表现水文参数空间异质性,精细化表达水文物理过程,是水文模型发展的重要方向之一。SHUD模型利用有限体积法求解地表—地下耦合的流域水文过程,采用不规则三角网构成流域模拟空间,可实现空间上米—公里、时间上秒—小时的超高分辨率的数值模拟。由SHUD模型、rSHUD工具和全球基础地理数据组成的AutoSHUD水文模拟系统,构建了数据制备—模型模拟—结果分析的标准范式,其有效性和适用性已得到验证。当前我国水文领域对于数值方法分布式水文模型的探讨、开发和应用较为薄弱,亟需更多探索;不仅需要支持新模型的研发,同时应丰富已有模型在全球不同区域的验证、推广和改进工作。

关键词：水文模型分布式数值方法 SHUD模型

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多视角聚类的数值方法研究

中国海洋大学学报（自然科学版） 2023年第S1期53卷 126-137页

作者：朱宵琳刘新国中国海洋大学数学科学学院山东青岛266100

针对Zhang等提出的多视角子空间聚类方法,本文给出了一种求解该非凸优化问题的方法并对其提出的算法进行了新的分析和改进。得到的主要结果包括:(1)选择一个好的近似解作为初始点,提高了算法的收敛速度和对全局最优解的收敛概率。(2)用M... 详细信息

针对Zhang等提出的多视角子空间聚类方法,本文给出了一种求解该非凸优化问题的方法并对其提出的算法进行了新的分析和改进。得到的主要结果包括:(1)选择一个好的近似解作为初始点,提高了算法的收敛速度和对全局最优解的收敛概率。(2)用MM思想重新推导出Zhang的方法,由此证明了一个新的收敛性定理;(3)改进了Wen提出的基于流形的正交约束算法并用于求解多视角子空间聚类模型,在算法中加入了初始点,大大提高了运行速度。通过对合成数据和实际数据的实验,验证了算法的有效性。

关键词：低维投影多视图学习数值方法子空间聚类

基于数值方法的大型水库水温结构影响因素分析

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中国农村水利水电 2022年第9期 113-119页

作者：邹琳刘伟蒋定国三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 中国长江三峡集团有限公司北京100038

水库水温是大型水利水电工程建设和运行过程中关注的重要指标,其影响因素众多且共同作用、相互耦合,基于实际监测资料结果分析无法较好区分各因素影响程度和范围。构建简化的模型水库作为研究对象,采用数值方法分析入流流量、入流水温... 详细信息

水库水温是大型水利水电工程建设和运行过程中关注的重要指标,其影响因素众多且共同作用、相互耦合,基于实际监测资料结果分析无法较好区分各因素影响程度和范围。构建简化的模型水库作为研究对象,采用数值方法分析入流流量、入流水温和气温对水库水温结构的影响。结果表明:在入流条件变化时,入流流量主要影响区域在取水口底板高程以上;入流水温周期性变化条件下,随着周期增加,影响的水深范围增大,最大影响水深在取水口底板高程附近;气温周期性变化条件下,随着周期增加,影响的水深范围增大,当气温变化周期分别为7、30、90 d时,影响水深约为20、25 m和整个水库水深;对β法改进,仅考虑取水口底板高程以上水库库容进行计算,可更为准确地判断坝前水温结构的变化。

关键词：水温结构影响因素数值方法大型水库边界条件

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数值方法确定海底隧道最小岩石覆盖厚度研究

岩土工程学报 2006年第10期28卷 1304-1308页

作者：李树忱李术才张京伟徐帮树山东大学土建与水利学院地下系山东济南250061 山东大学岩土与结构研究中心山东济南250061 山东省建筑设计研究院山东济南250001 华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室上海200062

目前国内正在修建或拟修建多条海底隧道,其中最小岩石覆盖厚度直接制约着海底隧道的安全和造价。本文根据国内外有关文献资料,探讨了利用数值方法确定海底隧道最小岩石覆盖厚度的方法,应用断裂损伤有限元和国际通用数值分析软件,根据隧... 详细信息

目前国内正在修建或拟修建多条海底隧道,其中最小岩石覆盖厚度直接制约着海底隧道的安全和造价。本文根据国内外有关文献资料,探讨了利用数值方法确定海底隧道最小岩石覆盖厚度的方法,应用断裂损伤有限元和国际通用数值分析软件,根据隧道在同一剖面处不同底板线位置,隧道上方同一个点的位移收敛情况,建立了确定海底隧道最小覆盖厚度的位移收敛法。通过对国内2条海底隧道开展的研究,其中一条已开始施工,总结出了数值方法确定最小岩石覆盖厚度的思路和过程。为定量确定海底隧道最小岩石覆盖厚度建立了数值分析基础,最后应用数值方法确定某海底隧道最小岩石覆盖厚度。

关键词：海底隧道最小岩石覆盖厚度数值方法位移收敛法断裂损伤有限元 FLAC^3D

多项分数阶非线性波动方程的数值方法及其快速实现

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河北大学学报（自然科学版） 2022年第5期42卷 454-462页

作者：邵林馨沈卓旸马葛沁舟闵婕黄健飞扬州大学数学科学学院江苏扬州225002

对带有空间四阶导数的多项时间分数阶非线性波动方程构造了一个线性化数值方法.该方法采用线性化技术离散非线性项,从而避免求非线性方程组,并严格地证明了该方法的收敛性,在时间方向具有一阶精度,在空间方向具有四阶精度.该方法同样适... 详细信息

对带有空间四阶导数的多项时间分数阶非线性波动方程构造了一个线性化数值方法.该方法采用线性化技术离散非线性项,从而避免求非线性方程组,并严格地证明了该方法的收敛性,在时间方向具有一阶精度,在空间方向具有四阶精度.该方法同样适用于初始奇异性问题,并且还可以用指数和技术来进行快速实现.最后,通过数值实验验证了该方法的有效性和理论分析的正确性.

关键词：多项分数阶波动方程四阶导数数值方法收敛性快速实现

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基于数值方法的AUV近水面运动特性研究

舰船科学技术 2023年第10期45卷 85-90页

作者：王旭辉林扬王定前孟令帅高浩曹新星谷海涛东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110169 中国人民解放军32033部队海南海口570000

为了明确水面回收AUV过程中其自身运动特性,以数值方法作为主要工具,通过控制变量法分析自由液面对AUV运动的影响。建立AUV的近水面运动方程,通过数值模拟PMM,得到AUV近水面运动方程所需的全部水动力系数。最后,通过基于运动方程和CFD... 详细信息

为了明确水面回收AUV过程中其自身运动特性,以数值方法作为主要工具,通过控制变量法分析自由液面对AUV运动的影响。建立AUV的近水面运动方程,通过数值模拟PMM,得到AUV近水面运动方程所需的全部水动力系数。最后,通过基于运动方程和CFD方法的水面直航轨迹交叉对比,对所求得AUV近水面运动方程的准确性进行了验证。结果表明,所求得的AUV近水面运动方程准确性良好,可为AUV水面回收过程中的运动控制提供参考。

关键词：自主式水下机器人数值方法运动特性

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周期环境中年龄等级结构种群模型的数值方法

高校应用数学学报（A辑） 2022年第4期37卷 431-440页

作者：窦艺萌何泽荣杭州电子科技大学运筹与控制研究所浙江杭州310018

考虑一类具有时间周期性参数和外界迁入的年龄等级结构种群模型,它是一种带有全局反馈边界条件的偏微分积分方程.对此模型提出了一种迎风差分格式的数值计算方法,证明其收敛性,并给出数值实验结果.

关键词：等级结构周期型参数种群模型数值方法收敛性