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电火工品的电磁场安全阈值

含能材料 2024年第1期32卷 76-82页

作者：姚洪志章云杜敬利赵团纪向飞赵甲李瑞西安电子科技大学机电工程学院陕西西安710061 陕西应用物理化学研究所应用物理化学国家重点实验室陕西西安710061

为探索电火工品电磁场安全阈值,为电火工品电磁兼容和电磁环境效应研究提供敏感度评价基准,以电火工品电磁‐热耦合模型为基础,采用白光干涉法测试了14号电火工品电磁场响应特征,研究了电火工品电磁场耦合、自身敏感性以及电磁响应三者... 详细信息

为探索电火工品电磁场安全阈值,为电火工品电磁兼容和电磁环境效应研究提供敏感度评价基准,以电火工品电磁‐热耦合模型为基础,采用白光干涉法测试了14号电火工品电磁场响应特征,研究了电火工品电磁场耦合、自身敏感性以及电磁响应三者之间的效应关系,形成了电火工品电磁场安全阈值的试验方法和计算方法,获得了10 kHz~18 GHz频率范围内14号电火工品电磁场安全阈值。结果表明14号电火工品的敏感频率范围为40 MHz~1 GHz。

关键词：电火工品电磁场耦合模型白光干涉安全阈值

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脉冲射流控制现象的自激-外激耦合模型

航空动力学报 2022年第1期37卷 181-190页

作者：陆惟煜黄国平杨雨轩南京工业大学数理科学学院南京211800 南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

为了阐释脉冲射流控制中出现的频率依赖性、位置依赖性、条件同步性及强度依赖性这4种现象,在弱非线性稳定性理论的基础上,建立了一种简化的自激-外激耦合模型,用于近似描述脉冲射流流动控制现象。该模型由偏微分方程组构成,特定情形下... 详细信息

为了阐释脉冲射流控制中出现的频率依赖性、位置依赖性、条件同步性及强度依赖性这4种现象,在弱非线性稳定性理论的基础上,建立了一种简化的自激-外激耦合模型,用于近似描述脉冲射流流动控制现象。该模型由偏微分方程组构成,特定情形下可简化为常微分方程进行求解,通过将求解结果与脉冲射流控制的数值模拟及实验数据进行对比,研究发现:该自激-外激耦合模型能定性或半定量反映实际脉冲射流控制中出现的4种现象。结合模型的分析表明:脉冲射流主要利用流动的非线性不稳定性机制,通过使流场与非定常激励产生同步运动,促进主流和分离流间的动量传递,从而实现自激-外激耦合流动控制作用,并表现出脉冲射流控制的4种典型现象。

关键词：脉冲射流流动分离流动控制耦合模型非线性非定常流动稳定性

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基于改进垂向流量交换的城市内涝模拟方法

水科学进展 2023年第2期34卷 218-226页

作者：金溪周鹏飞张翔凌刘承宇武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070

针对内涝一维、二维耦合模型垂向流量交换计算过程复杂、计算稳定性差等问题,采用节点水量平衡原则对垂向流量交换方法进行改进。将节点分为超载节点及未超载节点,对于超载节点利用节点水量平衡原则进行垂向交换流量计算,将垂向交换流... 详细信息

针对内涝一维、二维耦合模型垂向流量交换计算过程复杂、计算稳定性差等问题,采用节点水量平衡原则对垂向流量交换方法进行改进。将节点分为超载节点及未超载节点,对于超载节点利用节点水量平衡原则进行垂向交换流量计算,将垂向交换流量计算与一维模型水力计算相融合,实现节点垂向交换流量与管段流量同时求解;对于未超载节点采用变水头孔口出流公式进行垂向交换流量计算,实现考虑地表水深变化的节点回流计算。采用Infoworks ICM模型作为对照,对比分析不同案例模拟结果,研究表明,改进方法与对照模型模拟结果吻合度高(纳什效率系数超过0.8),在内涝模拟过程中能准确模拟垂向流量交换,并保证系统水量平衡,对城市内涝模拟分析具有较好的应用价值。

关键词：城市内涝耦合模型 SWMM 垂向流量交换

井平台多井压裂裂缝扩展、支撑剂运移规律与参数优化

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石油勘探与开发 2023年第5期50卷 1065-1073页

作者：杨鹏张士诚邹雨时李建民马新仿田刚王俊超中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油新疆油田公司工程技术研究院新疆克拉玛依834000

基于位移不连续方法和欧拉-欧拉法建立了井平台多井压裂模式下三维裂缝扩展与支撑剂运移耦合模型,以实际井平台参数为例研究了多井压裂裂缝扩展形态与缝内支撑剂铺置规律。研究表明:井平台压裂模式下裂缝起裂及扩展受段内、段间及井间... 详细信息

基于位移不连续方法和欧拉-欧拉法建立了井平台多井压裂模式下三维裂缝扩展与支撑剂运移耦合模型,以实际井平台参数为例研究了多井压裂裂缝扩展形态与缝内支撑剂铺置规律。研究表明:井平台压裂模式下裂缝起裂及扩展受段内、段间及井间等多种应力干扰的共同影响,裂缝展布形态具有各簇非均衡、两翼非对称以及跟端倾向等特征;裂缝形态及宽度对缝内支撑剂运移能力影响显著,支撑剂主要铺置在近井缝宽较大区域,而缝宽较窄处容易快速桥接形成高浓度砂堆,整体支撑剂铺置范围有限;增大井间距离有利于降低邻井干扰作用,促进两翼裂缝和支撑剂均匀展布,以储集层有效改造面积或者多裂缝扩展均衡程度最大为目标,井平台存在最优井间距离;降低簇间距离能够提升储集层改造程度,但簇间距离过低并不能有效增加缝内支撑面积;增大压裂段间隔时长有助于降低段间应力干扰,拉链压裂模式下段内各簇裂缝扩展和支撑剂铺置更加均衡。

关键词：井平台多井压裂裂缝扩展支撑剂运移耦合模型压裂参数优化

城市洪涝模型及CPU-GPU异构并行计算技术研究进展

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水利学报 2023年第6期54卷 654-665页

作者：黄国如陈志威曾博威华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640 广东省水利工程安全与绿色水利工程技术研究中心广东广州510640

在全球气候变暖和城市化背景下,城市洪涝问题日益严峻。为尽可能减少城市洪涝灾害造成的损失,提高城市对突发性强降雨事件的应急处理水平,开展城市洪涝数值模拟技术研究具有十分重要的意义。本文从城市洪涝精细化和高效模拟角度出发,综... 详细信息

在全球气候变暖和城市化背景下,城市洪涝问题日益严峻。为尽可能减少城市洪涝灾害造成的损失,提高城市对突发性强降雨事件的应急处理水平,开展城市洪涝数值模拟技术研究具有十分重要的意义。本文从城市洪涝精细化和高效模拟角度出发,综述了城市洪涝模型、CPU-GPU异构并行计算的研究进展,系统总结了产汇流模型、一维河道管网模型、二维地表模型、耦合模型、快速城市洪涝模型的构建方法和CPU-GPU异构并行计算的关键技术。针对当前城市洪涝模型研究中的不足之处,需要开展城市洪涝过程全物理机制模拟研究,深入分析全水动力城市洪涝模型的适用性、模拟精度和计算效率;还需基于异构并行计算技术,实现城市洪涝模型一维河道管网、二维地表淹没的快速模拟,为城市暴雨洪涝精细化与高效模拟奠定基础。

关键词：城市洪涝产汇流模型河道管网模型地表模型耦合模型异构并行计算

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硫酸盐渍土热-质迁移试验与耦合模型

西南交通大学学报 2023年第2期58卷 470-478页

作者：罗崇亮余云燕张璟崔文豪杜乾中丁小刚兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 河西学院土木工程学院甘肃张掖734000 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃兰州730000

为研究西部寒旱区盐渍土传热传质行为,首先,在无压补给条件下进行非饱和硫酸盐渍土的单向冻结试验;其次,考虑结晶潜热、结晶阻抗及结晶消耗等因素,建立非饱和硫酸盐渍土水-热-盐三场耦合模型;最后,采用COMSOL Multi-physics对耦合模型... 详细信息

为研究西部寒旱区盐渍土传热传质行为,首先,在无压补给条件下进行非饱和硫酸盐渍土的单向冻结试验;其次,考虑结晶潜热、结晶阻抗及结晶消耗等因素,建立非饱和硫酸盐渍土水-热-盐三场耦合模型;最后,采用COMSOL Multi-physics对耦合模型进行数值模拟,将模拟结果与试验数据进行对比分析.研究结果表明:盐渍土内温度随冻结时长呈三阶段发展,逐步形成上冷下暖的温度梯度;在温度梯度和基质吸力双重驱动下,水、盐向冻结锋位置迁移,冻结锋位置水、盐含量出现峰值,峰值含水率、含盐量相较初始值分别增加2.16%和0.28%;冻结锋沿冻结温度线移动,形成冻结锋面;土柱最大冻结深度约为15.5 cm.

关键词：非饱和盐渍土单向冻结试验传热传质耦合模型数值模拟

宁夏六盘山华北落叶松人工林植被碳密度时空特征及其环境响应

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林业科学 2023年第4期59卷 32-45页

作者：张紫优王彦辉田奥刘泽彬郭建斌于澎涛王晓于艺鹏北京林业大学水土保持学院北京100083 中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所、国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091 贵州省山地资源研究所贵阳550001

【目的】调查分析宁夏南部六盘山区华北落叶松人工林乔木层、灌木层和草本层碳密度大小及其时空变化规律,建立考虑立地环境和林分结构等主要因子影响的碳密度模型,为我国西北山区复杂地形条件下人工林碳密度估算和可持续经营提供理论基... 详细信息

【目的】调查分析宁夏南部六盘山区华北落叶松人工林乔木层、灌木层和草本层碳密度大小及其时空变化规律,建立考虑立地环境和林分结构等主要因子影响的碳密度模型,为我国西北山区复杂地形条件下人工林碳密度估算和可持续经营提供理论基础和决策工具。【方法】采用样地清查与数学模型相结合的方法确定研究区华北落叶松人工林乔木层和林下灌草层碳密度;应用外包线法确定各植被层碳密度对各主要因子(林龄、林分密度、年均降水量、年均气温和坡向)的响应规律及其函数形式,通过连乘耦合构建反映多因子综合影响的植被碳密度模型,并基于实测数据进行模型率定和检验。【结果】1)六盘山区华北落叶松人工林植被碳密度平均为46.82 t·hm^(-2),其中乔木层占94.92%,灌木层和草本层分别占4.76%和0.32%。2)乔木层碳密度随林龄、林分密度、年均降水量增大先快速增加、超过阈值后缓慢增加并渐趋最大值,相应阈值为林龄30年、林分密度1500株·hm^(-2)、年均降水量525 mm;随年均气温增加先增后减,6℃时达到峰值;随坡向增大(正北为0°,随向两侧偏离正北方向的角度而增大)呈近线性降低。3)林下灌草层碳密度随乔木层碳密度增加近线性减少,随年均气温、年均降水量和坡向的变化规律与乔木层相同,相应阈值同样为年均气温6℃、年均降水量525 mm。4)多因子耦合模型可较好估算乔木层和林下灌草层碳密度变化,其R^(2)分别为0.8和0.7。5)根据模型模拟结果,华北落叶松人工林植被碳密度随海拔升高先增后降,垂直差异较大,最高分布范围在海拔2200~2400 m之间;受地形和气候影响表现出一定的水平差异,西高东低、南高北低;阴坡植被碳密度高于阳坡,其中乔木层相差约20%,灌草层相差可达1倍。【结论】宁夏六盘山华北落叶松人工林植被碳密度平均为46.82 t·hm^(-2),以乔木层为主,受立地环境(年均降水量、年均气温、坡向)和林分结构(林龄、林分密度)的多因子综合影响,林下灌草层碳密度受乔木层生物量影响,应用多因子耦合模型可较好解释并预测其时空变化;合理选择造林立地类型和林分密度有利于维持较好的华北落叶松林植被碳密度和层次组成。

关键词：华北落叶松人工林植被层碳密度耦合模型宁夏六盘山

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基于新型三维辐射应力的近岸波流耦合模型

浙江大学学报（工学版） 2022年第1期56卷 128-136页

作者：纪超张庆河马殿光吴岳峰姜奇交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通运输行业重点实验室天津300456 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 中交第一航务工程勘察设计院有限公司天津300222

为了合理模拟近岸波流运动,基于考虑海底坡度影响的新型三维辐射应力公式,建立近岸三维波流耦合数学模型.该模型引入2种波面水滚模式,考虑波浪附加水平紊动效应.采用大量实测数据对所建模型进行验证.结果表明,利用该模型可以较好地模拟... 详细信息

为了合理模拟近岸波流运动,基于考虑海底坡度影响的新型三维辐射应力公式,建立近岸三维波流耦合数学模型.该模型引入2种波面水滚模式,考虑波浪附加水平紊动效应.采用大量实测数据对所建模型进行验证.结果表明,利用该模型可以较好地模拟近岸波浪传播以及增减水、沿岸流、底部离岸流、裂流等不同的近岸波生流现象.该模型采用的波流耦合方式能够全面地反映近岸波流的相互作用,新型三维辐射应力公式较其他公式可以更准确地描述波生流的垂向结构.对于不同的近岸流算例,获得更准确的模拟结果可能需要采用不同的水滚模式,说明更具普适性的水滚模型有待进一步的研究.考虑波浪水平紊动会使模型计算出的流速平面分布更平滑,避免出现过于突兀的流场结果.

关键词：三维辐射应力耦合模型波流相互作用波生流波面水滚波浪附加紊动

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锚固力损失与岩土体时效变形耦合模型研究

岩石力学与工程学报 2022年第6期41卷 1093-1102页

作者：董旭光马子涵李峥周粲铭王永胜靳高明宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021 宁夏大学宁夏土木工程防震减灾工程技术研究中心宁夏银川750021 兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室甘肃兰州730050 甘肃建投建设有限公司甘肃兰州730050

预应力锚索的锚固力损失是造成锚固工程失效的关键因素,研究锚固力时效变化规律至关重要。锚索与岩土体长期相互作用时,两者受力相等而变形不同,锚固力的损失需要同时考虑锚索自由段和锚固段分别与岩土体相互作用的影响。采用胡克体和... 详细信息

预应力锚索的锚固力损失是造成锚固工程失效的关键因素,研究锚固力时效变化规律至关重要。锚索与岩土体长期相互作用时,两者受力相等而变形不同,锚固力的损失需要同时考虑锚索自由段和锚固段分别与岩土体相互作用的影响。采用胡克体和广义开尔文体分别模拟锚索和岩土体,考虑锚索自由段与相应的岩土体并联,锚固段与岩土体串联,建立锚索与岩土体蠕变的耦合模型,推导其本构方程、松弛方程和蠕变方程。对比已有计算模型和试验值,验证该模型的合理性和精准性,分析锚索和岩土体的参数对锚固力损失率的影响。结果表明:锚固力损失率随锚索等效弹性模量增大而增加,随岩土体的滞后弹性模量和黏滞系数增大而减小;自由段和锚固段岩土体的瞬时弹性模量或黏滞系数等量变化时,引起的损失率改变量相等;自由段的岩土体滞后弹性模量等量变化引起的损失率改变量比锚固段更大。该模型能更真实地反映锚固力损失规律。

关键词：土力学锚固工程预应力锚索锚固力损失锚索–岩土体相互作用耦合模型