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二维矩形月池内流体自振特性研究

振动与冲击 2014年第22期33卷 139-145页

作者：黄磊刘利琴唐友刚天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072

研究二维矩形月池流体的自振特性。基于线性势流理论,采用Galerkin展开,将问题转化为月池自振频率特征值问题,求解自振频率及速度势函数的系数矩阵,获得二维矩形月池固有频率及振型的半解析解,分析月池几何参数对月池流体自振特性影响... 详细信息

研究二维矩形月池流体的自振特性。基于线性势流理论,采用Galerkin展开,将问题转化为月池自振频率特征值问题,求解自振频率及速度势函数的系数矩阵,获得二维矩形月池固有频率及振型的半解析解,分析月池几何参数对月池流体自振特性影响。研究表明,由于内部与外流连通,月池流体呈垂向活塞(piston)振动及晃荡(sloshing)运动两种形式。垂向活塞振动模态频率变化主要受液面高度影响,且随液面高度增加而减小;晃荡模态频率主要受月池宽度影响,随月池宽度增加而减小。活塞振动模态振型在液面较浅时出现波峰,随液面高度增加而消失。利用CFD方法计算月池运动,结果与半解析解中振型曲线拟合良好。

关键词：月池半解析解自振特性势流理论

地下洞室衬砌外壁形状变异性对内壁动应力集中因子峰值的影响

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岩石力学与工程学报 2015年第S1期34卷 3160-3168页

作者：何颖梁建文天津大学土木工程系天津300072 天津城建大学土木工程学院天津300384 天津大学天津市土木工程结构与新材料重点实验室天津300072

采用波函数展开法及边界离散的方法给出平面SH波入射下地下衬砌洞室(衬砌内壁为圆形、外壁为任意形状)动应力集中的半解析解,利用蒙特卡罗方法随机模拟产生30组半径变异系数为0.05的衬砌外壁形状样本,通过对衬砌内壁动应力集中因子(DSCF... 详细信息

采用波函数展开法及边界离散的方法给出平面SH波入射下地下衬砌洞室(衬砌内壁为圆形、外壁为任意形状)动应力集中的半解析解,利用蒙特卡罗方法随机模拟产生30组半径变异系数为0.05的衬砌外壁形状样本,通过对衬砌内壁动应力集中因子(DSCF)峰值的统计分析,研究衬砌外壁形状变异性对内壁DSCF峰值的影响。研究表明:洞室衬砌外壁形状变异性对内壁DSCF的峰值大小有重要影响,柔性衬砌情况的影响远大于刚性衬砌情况的影响。柔性衬砌和刚性衬砌样本峰值的最大值比圆形洞室峰值分别增大178.15%和31.98%;柔性衬砌和刚性衬砌样本峰值的变异系数分别可达衬砌外壁半径变异系数的9.84和2.57倍。

关键词：岩石力学地下衬砌洞室衬砌外壁形状变异性动应力集中因子波函数展开法半解析解蒙特卡罗方法

干斜压大气拉格朗日原始方程组的半解析解法和非线性密度流数值试验

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物理学报 2015年第19期64卷 195-203页

作者：郝世峰楼茂园杨诗芳李超孔照林裘薇浙江省气象台杭州310017

以差分方程代替微分方程给大气原始方程组求解带来了诸多难以解决的问题,对于(半)拉格朗日模式来说质点轨迹的计算与Helmholtz方程的求解是两大难题.本文通过对气压变量代换,并在积分时间步长内将原始方程组线性化,近似为常微分方程组,... 详细信息

以差分方程代替微分方程给大气原始方程组求解带来了诸多难以解决的问题,对于(半)拉格朗日模式来说质点轨迹的计算与Helmholtz方程的求解是两大难题.本文通过对气压变量代换,并在积分时间步长内将原始方程组线性化,近似为常微分方程组,求出方程组的半解析解,再采用精细积分法求解半解析解.半解析方法可同时计算风、气压和位移,无需求解Helmholtz方程,质点的位移采用积分风的半解析解得到,相比采用风速外推的计算方法,半解析方法更科学合理.非线性密度流试验检验表明:半解析模式能够清晰地模拟Kelvin-Helmholtz切变不稳定涡旋的发生和发展过程;模拟的气压场和风场环流结构与标准解非常相似,且数值解是收敛的,同时,总质量和总能量具有较好的守恒性.试验初步证明了采用半解析方法求解大气原始方程组是可行的,为大气数值模式的构建提供了一个新的思路.

关键词：大气原始方程组半解析解精细积分密度流

用数值模式匹配算法高效仿真轴对称型散射体海洋可控源电磁响应

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物理学报 2017年第13期66卷 278-291页

作者：林蔺焦利光陈博康庄庄马玉刚汪宏年吉林大学物理学院长春130012

圆盘、球体以及球冠状体是地球物理研究中非常重要的一类散射类型.在海洋环境中,圆盘可以用于描述玄武岩基岩以及油气圈闭构造等电阻率异常体,而球冠可以近似描述某些基岩隆起或起伏地形等.这类散射体的一个重要特征是其电阻率空间分布... 详细信息

圆盘、球体以及球冠状体是地球物理研究中非常重要的一类散射类型.在海洋环境中,圆盘可以用于描述玄武岩基岩以及油气圈闭构造等电阻率异常体,而球冠可以近似描述某些基岩隆起或起伏地形等.这类散射体的一个重要特征是其电阻率空间分布具有轴对称性.如果能够针对这类形状的散射体研究建立一套有效的海洋可控源电磁数值模拟方法,对于认识复杂地层条件下海洋电磁响应的变化特征、研究建立相关的资料处理和解释方法具有非常重要的意义.本文根据电导率轴对称分布特征,设法用一个或多个不同半径、不同厚度的水平同心圆盘逼近这类轴对称电导率散射体,并将这些同心圆盘与海洋环境中的空气、海水、沉积层和基岩等背景介质结合,形成一个在水平方向电导率具有轴对称分布、在垂直方向又具有分层特征的水平层状非均质模型.在此基础上,应用数值模式匹配法研究水平电偶极子天线电磁场的数值模拟方法,给出位于对称轴上的水平发射天线电磁场在层状非均质地层中的半解析解,建立海洋可控源电磁响应高效算法.最后通过数值模拟结果对该算法进行检验并考察海洋可控源三维电磁响应特征.

关键词：海洋可控源电磁轴对称散射体数值模式匹配法半解析解

水平井注采井网条件下加密水平井产能评价模型

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中国石油大学学报（自然科学版） 2011年第4期35卷 93-97页

作者：阴国锋徐怀民叶双江李玉蓉仇建平中国石油大学地球科学学院北京102249 中国石化石油勘探开发研究院北京100083 中国石油大学石油工程学院山东青岛266555 中国石油新疆油田公司新疆克拉玛依834000

对于以水平井井网整体开发的油藏,后期加密的水平生产井产能评价过程应综合考虑其他油水井的干扰影响。基于镜像反映原理与微元线汇理论,给出任意水平井注采井网条件下加密水平井产能正、负因子的定义,建立任意水平井注采井网条件下加... 详细信息

对于以水平井井网整体开发的油藏,后期加密的水平生产井产能评价过程应综合考虑其他油水井的干扰影响。基于镜像反映原理与微元线汇理论,给出任意水平井注采井网条件下加密水平井产能正、负因子的定义,建立任意水平井注采井网条件下加密水平井稳态产能评价半解析模型,在考虑井网内部其他油水井干扰以及井筒内由于井壁摩擦与流体加速度造成的压力降对加密水平井产能影响的前提下,定量分析不同油水井工作制度、不同注采井距对加密水平井产能的影响。应用实例表明:新模型的产能计算结果与实际产能相对误差小于15%,是水平井注采井网条件下加密水平井产能评价的一种有效手段;井网内部油井产能随水井注入量的变化呈线性变化,胜利油田某油藏的合理注采井距应控制在1.0～1.5倍水平段长度。

关键词：水平井注采井网有限导流加密水平井产能评价半解析解

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软土地基一维非单调压缩固结性状分析

浙江大学学报（工学版） 2008年第1期42卷 29-33页

作者：谢康和徐妍单君浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310027

针对储油罐等结构物在使用期内常对下部地基产生往复性变化荷载等实际情况,考虑土体在加载和卸载时压缩系数不同的特性,研究了软土地基一维非单调压缩固结问题.基于现有的成层地基一維线性固结解析理论,采用半解析法求解,得到了相应的... 详细信息

针对储油罐等结构物在使用期内常对下部地基产生往复性变化荷载等实际情况,考虑土体在加载和卸载时压缩系数不同的特性,研究了软土地基一维非单调压缩固结问题.基于现有的成层地基一維线性固结解析理论,采用半解析法求解,得到了相应的半解析解并编制了计算程序.通过系列计算和分析对比,全面地研究了当考虑和不考虑非单调压缩因素时,软土地基固结性状的区别以及不同参数对非单调压缩固结性状的影响.结果表明,压缩系数比、荷载比和卸载速率等对地基的固结均有显著影响;在考虑了非单调压缩的影响因素后,软土地基中超静孔压的消散将滞后于沉降的发展.

关键词：非单调压缩软土固结性状变荷载半解析解

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软粘土非线性一维固结半解析解

西安公路交通大学学报 1999年第1期19卷 24-29页

作者：李冰河谢永利谢康和曾国熙浙江大学土木系

由于非线性一维固结问题求解的复杂性，其解析解很难求得，一般的解答都是采用有限差分法获得。建立了求解软粘土非线性一维固结问题的半解析方法，编制了计算程序，并通过详细的计算，得到了有关固结曲线。

关键词：半解析解非线性一维固结软粘土地基

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不平衡堆载作用下邻近结构桩的侧向受力机制

岩土工程学报 2016年第12期38卷 2226-2236页

作者：张浩石名磊郭院成刘维正郑州大学土木工程学院河南郑州450001 东南大学交通学院江苏南京210096 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

为了分析结构桩在邻近堆载作用下的受力特性,以条状梯形分布堆载为代表,基于布西奈斯克弹性理论解得出堆载作用下地基附加侧压力表达式,并据此通过对局部塑性变形理论模型的改进,推导得出桩前土体侧移作用下桩身实际附加荷载,同时考虑... 详细信息

为了分析结构桩在邻近堆载作用下的受力特性,以条状梯形分布堆载为代表,基于布西奈斯克弹性理论解得出堆载作用下地基附加侧压力表达式,并据此通过对局部塑性变形理论模型的改进,推导得出桩前土体侧移作用下桩身实际附加荷载,同时考虑土体可能发生绕桩流动的极限状态,结合绕桩极限模型给出桩身被动荷载的合理确定方法;在此基础上,考虑地基土体塑性屈服和桩顶结构荷载的影响,基于三参数Winkler弹性地基梁模型,建立桩身自由段、被动受荷段和主动作用段的微分方程,并通过桩身离散与矩阵传递法给出结构桩被动受力特性的半解析解。实测结果、文献理论解与该解答的对比分析,验证了本文计算方法的可靠性。

关键词：不平衡堆载被动桩土体侧移作用土压力法半解析解

地下水位波动引起重力式挡墙基坑周围地基土孔压变化及对挡墙稳定性的影响

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岩石力学与工程学报 2014年第11期33卷 2370-2376页

作者：应宏伟聂文峰黄大中浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 中国中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司云南昆明650200 铁道第三勘察设计院集团有限公司天津300251

波浪、潮汐作用引起临海、临江地区的地下水位周期性波动,基坑周围地基土的孔压响应机制是研究动水环境下基坑开挖课题的关键。假定有限厚度单层地基均质、各向同性,边界波动水位以正弦函数表示,将基坑渗流场分成3个区域,假设土体总应... 详细信息

波浪、潮汐作用引起临海、临江地区的地下水位周期性波动,基坑周围地基土的孔压响应机制是研究动水环境下基坑开挖课题的关键。假定有限厚度单层地基均质、各向同性,边界波动水位以正弦函数表示,将基坑渗流场分成3个区域,假设土体总应力不变,将固结方程解耦,利用Laplace,Fourier变换与逆变换推导得到浅层含水层内地下水位波动引起重力式挡墙基坑周围地基土孔压响应的二维半解析解。与PLAXIS有限元数值解的对比验证了该解答的精确性。通过算例分析坑外地下水位波动时基坑周围的孔压响应规律及其对重力式挡墙稳定性的影响。结果表明,沿坑外到坑内的基坑渗流路径,孔压的波动幅值不断衰减,滞后相位不断增大;挡墙稳定安全系数随地下水位的变化而波动,且存在相位滞后现象。

关键词：土力学地下水位波动重力式挡墙基坑孔压响应半解析解挡墙稳定性