数值实验

摘要： 研究了一类非线性矩阵方程组,讨论其正定解的存在性问题.进一步,提出了一种迭代法求其正定解,并对数值算法进行了收敛性分析和误差估计.数值实验表明新算法有效.

摘要： 人工鱼礁结构差异是影响流场规模效应的主要因素之一,本研究选择大字型、米字型、回字型、交叉型、框架型和实体型6种鱼礁单体,分析均匀布设模式下礁体自身结构特征对流场效应的影响规律,进一步建立结构差异性单位鱼礁的规模效应模型。基于流场效应规律提出礁体结构特征指标分别为鱼礁空方体积比、透空率和迎流面相对截面积,进一步得到上升流体积效应模型为V_(u)=0.448R_(u)^(–1.679)–C_(p)(29.868C_(p)–6.921)+R_(sa)(56.18R_(sa)–35.42),背涡流体积效应模型为V_(b)=R_(u)(1830R_(u)–128)–R_(v)(95R_(v)–105)+C_(p)(138C_(p)–154)–R_(sa)(418R_(sa)–180)。最后,基于流场体积效应模型,提出以流场体积为依据的礁体结构参数选择建议,可为以流场体积为建设目标的最优鱼礁结构设计提供参数指导。

摘要： 对GB 51249-2017《建筑钢结构防火技术规范》中的关键条文进行解读,并基于规范与数值模拟实验进行钢结构抗火计算的对比研究。结果表明:规范对静定结构中的三面、四面受火的钢构件适用性好;对于超静定结构中的三面、四面受火钢构件,适用性有待进一步研究。

摘要： 受多元谱梯度投影算法(MMSGP)的启发,对该方法进行改进,用于求解绝对值方程(AVE),在梯度差中加入松弛因子,y_(k-1)=λ(F_(k)-F_(k-1))+(2-λ)rs_(k-1)并引用一种新的线搜索策略,从而实现减少迭代次数和加快收敛速度的效果,并证明了该算法在适当的假设条件下是全局收敛的。数值实验表明,改进后的算法是可行的和有效的。

摘要： 裂隙换热系数是干热岩地热资源评价、开发及模拟表征中的重要参数,通常需要通过试验测试得到。本文通过数值实验与控制变量法,丰富干热岩裂隙内的对流换热实验数据,利用现有裂隙换热系数公式计算裂隙换热系数,分析不同公式得到的换热系数随实验参数的变化规律,探讨裂隙换热系数公式的适用性。结果表明:各公式得到的换热系数随岩石试样外壁面温度的升高而增大,换热系数与流量之间的关系因不同公式而异,换热系数与裂隙开度之间呈正相关或负相关关系受流量大小的控制。部分理论公式在流量足够大时出现负值,另一部分理论公式的数值稳定性、适用性较好。

摘要： 本文为了抑制P2P网络中的“搭便车”现象,提高对等网络的服务质量,请求节点被分为高优先级请求节点和低优先级请求节点。提出了一种具有负顾客和异步休假策略的抢占优先M/M/c排队模型,通过拟生灭过程和矩阵几何解的方法求解系统的稳态分布。通过数值实验,分析系统性能指标随系统参数变化的趋势。最后构造两类请求节点的个人效益函数,结果表明高优先级请求节点的个人效益高于低优先级请求节点个人效益。

摘要： 本文针对周期边界条件下变系数非线性二阶问题提出了一种有效的Fourier谱方法。首先,根据边界条件引入了适当的Sobolev空间及其逼近空间,建立了变系数非线性二阶问题的弱形式和相应的离散格式。基于这非线性的离散格式,我们建立了一种线性迭代算法,并给出了该算法相应的Matlab程序设计。最后,我们给出了数值算例,数值结果表明我们提出的算法是收敛的和高精度的。

摘要： 从目前医疗系统中存在的低效率排队问题出发,通过排队论角度对如今医疗系统中一些特定的排队系统进行建模、优化分析,从而得到比较有效、简洁的排队模型,优化其中的排队过程,此优化问题的目的为减少平均等待时间,并且能够为每个排队者预告其预计等待时间.在一个医疗服务系统中,当前每个窗口的排队队列长度是已知的,可以根据队列长度和优先度问题,对等待时间进行估计,从而形成一个排队分流的动态分配策略,争取得到最小的平均等待时间.

摘要： 本文采用二维轴对称分档云模式开展了人工催化数值试验,对两种不同初始风切变的对流云进行了模拟.结果表明,尽管在过冷水相对较高的区域播撒1000 L的冰晶可以增加地面降水,但当云在风切变环境中发展时,人工播撒对降雨增强的作用似乎更加明显.在无切变环境下,微物理量,热力场的变化表明播撒后大量的霰所产生的拖曳力和融化冷却有可能切断主上升气流,从而不利于云的发展.相反,当云在风切变环境中发展时,由于播撒产生的主下沉气流位于云的运动方向之后,其对降水的负面影响要弱得多.

摘要： 本文研究求解非线性对称正则长波(SRLW)方程的二重网格块中心有限差分方法。二重网格法可以把非线性问题转化为在粗网格上求解小规模的非线性问题,在细网格上求解大规模的线性问题,使提高计算效率。块中心差分可同时高精度计算解及其导数。对时间采用Crank-Nicolson方法进行离散。数值实验结果显示,在均匀和非均匀网格上都是二阶收敛的。二重网格法的结果与完全非线性标准块中心差分格式的数值结果相比,在精度和效率上都具有优越性。

摘要： 本文针对航天结构的模态性质与模型等效方法开展了研究.首先,本文对航天结构采用有限元方法进行模态分析,包括建立航天结构的有限元模型,进而通过模态分析得到系统的固有频率和固有振型.其次,本文研究了航天结构模态分析等效模型建立方法.使用有限元模型进行数值实验,通过质量和刚度等效方法建立航天结构的等效模型.

摘要： 针对单调信赖域算法在电阻抗断层成像图像重构中存在的不足,本文提出了一种改进信赖域算法.该算法引入了非单调技术,使得目标函数无需在每一步都保持下降;当试探步不被接受时无需重新求解子问题,而是按照新的调节步长寻找下一个迭代点;信赖域半径的调节利用了当前迭代点的梯度和海赛矩阵信息,具有自适应性.数值实验表明:对边界图像重构中LM算法和单调信赖域算法难以精确重构的凹边界、多边界,改进信赖域算法能实现精确重构,且重构图像精度高、重构速度快.本算法为电阻抗断层成像图像重构的研究提供了一种可行且有效的新方法.

摘要： 本文基于过程法重建三维数字岩心(尺寸为300×300×300 )的孔隙网络模型，应用逾渗理论计算孔隙网络模型的渗透率，研究了孔隙半径和吼道半径对岩石渗透率的影响。结果表明:储层岩石孔隙半径和吼道半径(渗透率贡献最大值对应的孔隙或吼道半径)与渗透率之间均满足Logistic函数关系，且吼道半径对渗透率的影响大于孔隙半径对渗透率的影响。

摘要： 本文在对现有的被动式数字图像鉴别方法进行简单的分类后，具体介绍了利用光照方向鉴别图像真伪的原理，随后对现有的基于光照方向的不一致性鉴别方法进行了深入的研究，并且给出了若干改进。本文的贡献主要有：修正了灰度值求解模型，使得求解模型更加合理；提出了采样点的位置约束，使计算结果更加鲁棒；将管状和面状光源转化为多光源系统模型，使得原有的模型处理的光源类型更加宽广。数值实验表明：本文提出的改进方案切实可行，对大多数符合条件的图片都能够达到鉴别的目的，且能够达到实时处理的效果。

摘要： 岩体是由岩块及分割岩块的结构面组成的地质体。裂隙等结构面对岩体的变形、破坏等力学性质的影响远大于岩块材料本身。因此，为了保证岩体工程结构稳定和安全，必须要明确裂隙岩体的力学特性。本文介绍了Monte-Carol法基本思想及随机数和随机分布产生的方法，并在基本假设的基础上给出了Fortran编程程序。通过数值流形元法生成计算试件，以位移控制的加载方式模拟的变形破坏过程，简单总结裂隙倾向对岩体变形模量的影响规律希望可以为裂隙岩体宏观力学特性的取值提一定的参考。

摘要： 针对三维冲击问题,基于分块数据结构,在共享内存并行机上实现了OpenMP并行计算.分块不仅能有效利用计算机多层存储结构,而且能增加OpenMP的并行粒度.数值实验表明,使用分块结构后,串行计算速度比未分块程序能提高3倍.通过柱体冲击平板数值模拟实验讨论了并行程序的加速比和效率.

摘要： 2013年1月中国中东部地区发生了多次持续雾霾天气,对人体健康、交通运输、日常生活以及生态环境造成了严重影响.本文选取1月27-31日华北平原地区持续5天的雾霾天气进行分析,并利用气象化学在线耦合模式WRF-Chem对持续雾霾期间的PM2.5浓度以及气象要素进行模拟研究.结果表明,区域雾霾过程期间华北平原高空以平直纬向环流为主,地面多为弱气压场,低层空气湿度大,并有强逆温存在且维持时间比较长,造成大气层结稳定、低层风速小(多偏南风维持)、高湿的典型静稳天气,北京及其以南地区几乎处于空气停滞区,边界层内污染物的水平和垂直扩散能力差,高湿条件更易导致PM2.5浓度在短时间内迅速升高,高湿及PM2.5的高浓度共同导致雾霾天气维持.实时运行的9km分辨率的华北区域WRF-Chem模式对此次雾霾过程期间PM2.5浓度的形成和高浓度持续时间、消散减弱和结束的时间做出了较好的预报,PM2.5浓度表现为“北低南高”的分布趋势.数值试验结果表明,由于受地形和华北平原城市群高污染物排放的影响,在弱气象场条件的影响下,逐渐通过本地积累和城市间的输送造成区域性的重污染.特别是北京地处华北平原的西北边缘,除京津有明显的高排放源外,北京西南方向延伸至河北南段的诸多城镇形成大面积污染排放带,在静稳天气条件下,弱的偏南气流有利于把西南污染物和水汽输逐渐送到北京地区,与本地累计的污染物叠加形成区域性重污染,导致能见度下降,造成严重的区域性雾霾天气.同时利用数值模式,对本次雾霾过程中区域污染源排放强度消减试验表明,对北京城区PM2.5浓度贡献由大到小排列为:冬季采暖季民用源>电厂排放>交通源排放>工业源排放;扣除北京人为污染源排放后,北京城区PM2.5平均浓度可降低50％以上,说明区域输送对北京城区的污染物浓度有明显影响.因此,应对典型静稳天气条件下雾霾与重污染,需加强静稳天气和重污染的预报预警,加强区域联防联控,加大多种污染源排放的综合治理和区域治理.

摘要： 2013年1月中国中东部地区发生了多次持续雾霾天气,对人体健康、交通运输、日常生活以及生态环境造成了严重影响.本文选取1月27-31日华北平原地区持续5天的雾霾天气进行分析,并利用气象化学在线耦合模式WRF-Chem对持续雾霾期间的PM2.5浓度以及气象要素进行模拟研究.结果表明,区域雾霾过程期间华北平原高空以平直纬向环流为主,地面多为弱气压场,低层空气湿度大,并有强逆温存在且维持时间比较长,造成大气层结稳定、低层风速小(多偏南风维持)、高湿的典型静稳天气,北京及其以南地区几乎处于空气停滞区,边界层内污染物的水平和垂直扩散能力差,高湿条件更易导致PM2.5浓度在短时间内迅速升高,高湿及PM2.5的高浓度共同导致雾霾天气维持.实时运行的9km分辨率的华北区域WRF-Chem模式对此次雾霾过程期间PM2.5浓度的形成和高浓度持续时间、消散减弱和结束的时间做出了较好的预报,PM2.5浓度表现为“北低南高”的分布趋势.数值试验结果表明,由于受地形和华北平原城市群高污染物排放的影响,在弱气象场条件的影响下,逐渐通过本地积累和城市间的输送造成区域性的重污染.特别是北京地处华北平原的西北边缘,除京津有明显的高排放源外,北京西南方向延伸至河北南段的诸多城镇形成大面积污染排放带,在静稳天气条件下,弱的偏南气流有利于把西南污染物和水汽输逐渐送到北京地区,与本地累计的污染物叠加形成区域性重污染,导致能见度下降,造成严重的区域性雾霾天气.同时利用数值模式,对本次雾霾过程中区域污染源排放强度消减试验表明,对北京城区PM2.5浓度贡献由大到小排列为:冬季采暖季民用源>电厂排放>交通源排放>工业源排放;扣除北京人为污染源排放后,北京城区PM2.5平均浓度可降低50％以上,说明区域输送对北京城区的污染物浓度有明显影响.因此,应对典型静稳天气条件下雾霾与重污染,需加强静稳天气和重污染的预报预警,加强区域联防联控,加大多种污染源排放的综合治理和区域治理.

摘要： 2013年1月中国中东部地区发生了多次持续雾霾天气,对人体健康、交通运输、日常生活以及生态环境造成了严重影响.本文选取1月27-31日华北平原地区持续5天的雾霾天气进行分析,并利用气象化学在线耦合模式WRF-Chem对持续雾霾期间的PM2.5浓度以及气象要素进行模拟研究.结果表明,区域雾霾过程期间华北平原高空以平直纬向环流为主,地面多为弱气压场,低层空气湿度大,并有强逆温存在且维持时间比较长,造成大气层结稳定、低层风速小(多偏南风维持)、高湿的典型静稳天气,北京及其以南地区几乎处于空气停滞区,边界层内污染物的水平和垂直扩散能力差,高湿条件更易导致PM2.5浓度在短时间内迅速升高,高湿及PM2.5的高浓度共同导致雾霾天气维持.实时运行的9km分辨率的华北区域WRF-Chem模式对此次雾霾过程期间PM2.5浓度的形成和高浓度持续时间、消散减弱和结束的时间做出了较好的预报,PM2.5浓度表现为“北低南高”的分布趋势.数值试验结果表明,由于受地形和华北平原城市群高污染物排放的影响,在弱气象场条件的影响下,逐渐通过本地积累和城市间的输送造成区域性的重污染.特别是北京地处华北平原的西北边缘,除京津有明显的高排放源外,北京西南方向延伸至河北南段的诸多城镇形成大面积污染排放带,在静稳天气条件下,弱的偏南气流有利于把西南污染物和水汽输逐渐送到北京地区,与本地累计的污染物叠加形成区域性重污染,导致能见度下降,造成严重的区域性雾霾天气.同时利用数值模式,对本次雾霾过程中区域污染源排放强度消减试验表明,对北京城区PM2.5浓度贡献由大到小排列为:冬季采暖季民用源>电厂排放>交通源排放>工业源排放;扣除北京人为污染源排放后,北京城区PM2.5平均浓度可降低50％以上,说明区域输送对北京城区的污染物浓度有明显影响.因此,应对典型静稳天气条件下雾霾与重污染,需加强静稳天气和重污染的预报预警,加强区域联防联控,加大多种污染源排放的综合治理和区域治理.

摘要： 2013年1月中国中东部地区发生了多次持续雾霾天气,对人体健康、交通运输、日常生活以及生态环境造成了严重影响.本文选取1月27-31日华北平原地区持续5天的雾霾天气进行分析,并利用气象化学在线耦合模式WRF-Chem对持续雾霾期间的PM2.5浓度以及气象要素进行模拟研究.结果表明,区域雾霾过程期间华北平原高空以平直纬向环流为主,地面多为弱气压场,低层空气湿度大,并有强逆温存在且维持时间比较长,造成大气层结稳定、低层风速小(多偏南风维持)、高湿的典型静稳天气,北京及其以南地区几乎处于空气停滞区,边界层内污染物的水平和垂直扩散能力差,高湿条件更易导致PM2.5浓度在短时间内迅速升高,高湿及PM2.5的高浓度共同导致雾霾天气维持.实时运行的9km分辨率的华北区域WRF-Chem模式对此次雾霾过程期间PM2.5浓度的形成和高浓度持续时间、消散减弱和结束的时间做出了较好的预报,PM2.5浓度表现为“北低南高”的分布趋势.数值试验结果表明,由于受地形和华北平原城市群高污染物排放的影响,在弱气象场条件的影响下,逐渐通过本地积累和城市间的输送造成区域性的重污染.特别是北京地处华北平原的西北边缘,除京津有明显的高排放源外,北京西南方向延伸至河北南段的诸多城镇形成大面积污染排放带,在静稳天气条件下,弱的偏南气流有利于把西南污染物和水汽输逐渐送到北京地区,与本地累计的污染物叠加形成区域性重污染,导致能见度下降,造成严重的区域性雾霾天气.同时利用数值模式,对本次雾霾过程中区域污染源排放强度消减试验表明,对北京城区PM2.5浓度贡献由大到小排列为:冬季采暖季民用源>电厂排放>交通源排放>工业源排放;扣除北京人为污染源排放后,北京城区PM2.5平均浓度可降低50％以上,说明区域输送对北京城区的污染物浓度有明显影响.因此,应对典型静稳天气条件下雾霾与重污染,需加强静稳天气和重污染的预报预警,加强区域联防联控,加大多种污染源排放的综合治理和区域治理.

摘要： 模拟光纤数值孔径实验演示装置与实验演示方法。一种模拟光纤数值孔径实验演示装置，在底座上设置有支架和半圆筒形水槽，支架上设置有半导体激光器和玻璃棒，半圆筒形水槽的圆柱侧壁外表面喷涂有白色漆层、平面侧壁为用于模拟光纤纤芯的导光板，半圆筒形水槽内自下而上依次装有体积相等用于模拟三种不同光纤包层的蒸馏水、蓖麻油、航空煤油，采用该装置的演示实验方法由模拟演示光纤的包层折射率与包层中折射光折射角的定性关系、模拟演示光纤的包层折射率决定光纤数值孔径的实验方法步骤组成。该装置与实验演示方法，直观、定性地演示模拟光纤包层折射率大小与光纤数值孔径的关系，结构简单、生产成本、操作方便、演示效果直观，可用于光学实验和课堂演示实验。

摘要： 本发明公开了一种水中高压脉动气泡运动与载荷的实验与数值联合方法，方法包括：(1)通过Rayleigh‑Plesset球状气泡理论校准自由场高压脉动气泡实验方法，同时确定气泡初始条件；(2)采用校准的气泡实验方法，开展不同边界条件下的气泡动力学实验；(3)针对取得的实验结果，采用边界元方法计算非球状气泡动力学特性；(4)采用辅助函数法计算气泡周围的速度场和压力场；(5)计算结果后处理方法。本发明适用于研究重力场中、结构附近和自由表面附近的气泡运动及载荷特性，计算精度和效率满足工程需要，在水下爆炸、空化、医学、清洗、化工等领域具有广泛的应用前景。

摘要： 模拟光纤数值孔径实验演示装置与实验演示方法。一种模拟光纤数值孔径实验演示装置，在底座上设置有支架和半圆筒形水槽，支架上设置有半导体激光器和玻璃棒，半圆筒形水槽的圆柱侧壁外表面喷涂有白色漆层、平面侧壁为用于模拟光纤纤芯的导光板，半圆筒形水槽内自下而上依次装有体积相等用于模拟三种不同光纤包层的蒸馏水、蓖麻油、航空煤油，采用该装置的演示实验方法由模拟演示光纤的包层折射率与包层中折射光折射角的定性关系、模拟演示光纤的包层折射率决定光纤数值孔径的实验方法步骤组成。该装置与实验演示方法，直观、定性地演示模拟光纤包层折射率大小与光纤数值孔径的关系，结构简单、生产成本、操作方便、演示效果直观，可用于光学实验和课堂演示实验。

摘要： 输入者可以直观地掌握自己输入的数值，降低未看到误输入的可能性。仅将表示输入的数值的阿拉伯数字显示在第1显示区域中，同时将表示输入的数值的、(i)包括阿拉伯数字和非阿拉伯数字的字符或字符串的字符串以及(ii)仅非阿拉伯数字的字符或字符串的至少任何一方显示在第2显示区域中。

摘要： 本发明涉及桥梁连接组件地震力响应数值模拟技术领域，具体为一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，包括实验平台以及实验平台上方设置用于实验的桥梁组件模型，实验平台表面开设有方形通孔，方形通孔上方搭接有震动板，震动板下方设置有震动组件，桥梁组件模型固定在两组固定柱顶端，实验平台上方设置且桥梁组件模型外侧设置有防护组件；有益效果为：震动板贴合震动辊表面，驱动电机带动驱动齿轮转动，带动震动辊转动，震动辊表面设置的震动块则对震动板纵向震动，调节驱动电机的转速，则等于调节桥梁组件模型的震动程度，从而使得桥梁组件模型先经历纵向震动，然后再轴向晃动，从而模拟地震对桥梁组件模型的影响。

摘要： 本发明涉及一种基于数值模拟的可燃冰开采实验模型设计方法。所述方法包括：S10、进行模型形状的确定；S20、进行边界效应的确定；S30、进行测点大小及数目的确定；S40、进行模型尺寸的确定。本发明使装置塑造的储层更加贴合实际水合物藏，减小边界效应，从而反映出具有参考价值的水合物开采过程中储层参数的变化规律。

摘要： 本发明涉及道路运输信息技术领域，具体涉及一种针对风电装备运输进行数值碰撞实验模拟的方法。该方法提出利用数值模拟风机部件在运输道路上运动形态的方法，从而构建数值碰撞试验模型。为解决风机装备运输时，大件设备是否能无障碍过弯问题提供一个快速有效的工具。该方法还提出点云边界扫描方法，并通过相对差异模型寻找碰撞点，最后利用黎曼‑斯蒂尔杰斯积分的三维化应用，计算出风机装备与障碍物碰撞的具体位置和方量。为大件运输遇到障碍时，制定拆除障碍方案提供有效参考依据。

摘要： 本发明提供了一种动态颗粒材料数值信息的测量方法，包括采集动态颗粒材料视频、创建数据集、端到端的多任务学习、视频实例分割和后处理步骤；采集动态颗粒材料视频是将动态的颗粒材料记录成视频；创建数据集是将动态颗粒材料视频逐帧转换成图片，并使用标注工具对转换得到的图片抽取一部分进行标记，接着将标注好的数据划分为训练集和验证集；端到端的多任务学习是利用标注好的数据，对视频实例分割算法模型进行训练；视频实例分割是使用训练好的视频实例分割算法模型，对采集到的动态颗粒材料视频进行视频实例分割；后处理步骤包括：S1、质心提取及等比例标定；S2、等效椭圆拟合及长轴角度提取。

摘要： 本发明提供了一种考虑非均匀材料特性的PBX巴西劈裂实验数值模拟方法，目的在于建立完整的PBX炸药巴西劈裂非均质模型，以准确再现劈裂过程中的裂纹扩展过程及最终形貌，为实际开裂机理分析提供切实可行的理论指导；所述非均质方法通过有限元软件ABAQUS并结合自编Python脚本建模实现：首先建立不规则形态炸药颗粒的二维巴西劈裂完整基体模型，然后将每一个炸药颗粒逐项赋予一定范围内的随机线弹性材料参数，将炸药颗粒之间的零厚度界面赋予Cohesive双线性本构参数，最后设置边界条件、网格划分和分析步，完成PBX巴西劈裂非均质整体模型的建立；本发明的有益效果是：模型在现有技术基础之上，进一步考虑了炸药颗粒的材料属性差异，充分反映了PBX的材料非均质性，可以再现PBX巴西劈裂的完整断裂过程及最终形貌。

摘要： 本发明提供一种确定凹进式热电实验装置及其对流辐射数值模拟方法，涉及热电发电技术领域。本装置包括凹进式冷却水箱、黄铜制热器、温度监测装置、热电模块、紫铜散热片；与热电实验装置相结合，采用数值计算与实验测量修正的方式，通过模拟软件将热电实验装置工况下温度分布情况较为清楚的表现出来。该方法为后续热电实验装置优化，热电模块新型结构性能测试提供有效理论依据；并极大降低实验成本，提高工作效率。