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基于有限差分的回转干燥窑模型仿真研究 预览
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作者 单乳霞 秦斌 王欣 《电工技术》 2019年第10期152-154,共3页
本文基于干燥窑质量和能量守恒方程,根据有限差分法建立了离散干燥机理模型,通过MATLAB编写仿真模型,并对离散化网格模型分别进行稳态和动态过程仿真模拟,仿真结果直观地展现了干燥过程的稳定状态和动态过程变化,验证了机理模型的正确... 本文基于干燥窑质量和能量守恒方程,根据有限差分法建立了离散干燥机理模型,通过MATLAB编写仿真模型,并对离散化网格模型分别进行稳态和动态过程仿真模拟,仿真结果直观地展现了干燥过程的稳定状态和动态过程变化,验证了机理模型的正确性与合理性,为理解干燥系统过程特征提供了帮助,为设计控制算法和实现优化控制提供了参考依据。 展开更多
关键词 回转干燥窑 有限差分 机理模型
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准规则网格高阶有限差分法非均质弹性波波场模拟 预览
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作者 李青阳 吴国忱 段沛然 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期539-550,484-485共13页
为精确描述弹性波在非均匀介质中的传播,本文提出一种准规则网格高阶有限差分地震正演模拟方法。该法是将位移分量交错排列,做中心差分运算,在数学上等价于交错网格法,并给出了震源加载方法、边界条件和稳定性条件。与传统交错网格法和... 为精确描述弹性波在非均匀介质中的传播,本文提出一种准规则网格高阶有限差分地震正演模拟方法。该法是将位移分量交错排列,做中心差分运算,在数学上等价于交错网格法,并给出了震源加载方法、边界条件和稳定性条件。与传统交错网格法和规则网格法相比,该方法在模拟精度和稳定性方面与交错网格法相同且优于传统规则网格法;而从内存占用上,相较于交错网格,二维时内存占用减少了60%,三维时减少了66.7%。利用层状模型验证了方法的模拟精度;利用复杂的Marmousi-2模型说明了方法的适用性和稳定性。 展开更多
关键词 地震正演 有限差分 准规则网格 非均质 弹性波
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裂缝多孔介质中达西流动的有限差分方法 预览
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作者 陈国灿 罗贤兵 张校域 《西南师范大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第5期28-33,共6页
用差分方法来模拟二维裂缝多孔介质中的单相达西流动问题.采用降维模型对二维区域内的裂缝进行建模,相比整个区域而言裂缝的宽度很小并且把裂缝视为一个一维的界面,流体通过裂缝会和周围多孔介质发生耦合现象.在裂缝和周围多孔介质中,... 用差分方法来模拟二维裂缝多孔介质中的单相达西流动问题.采用降维模型对二维区域内的裂缝进行建模,相比整个区域而言裂缝的宽度很小并且把裂缝视为一个一维的界面,流体通过裂缝会和周围多孔介质发生耦合现象.在裂缝和周围多孔介质中,流体流动均遵循达西定律和守恒定律.采用差分方法来求解降维模型中推导的流体流动方程.通过数值实验验证了该方法的有效性,并证明了裂缝是快速通道还是地质屏障取决于裂缝处渗透率张量的大小. 展开更多
关键词 偏微分方程 有限差分 降维模型 达西定律 渗透率
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基于点扩散函数的黏声介质反演成像 预览
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作者 王雪君 任浩然 +1 位作者 江金生 李瀚野 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期78-87,共10页
从弹性波基本方程出发,分析了地震波吸收与衰减补偿物理机制和黏声介质中应力应变关系,得到了衰减与补偿统一表达的黏声介质传播方程。采用交错网格有限差分和最佳匹配层吸收边界条件来模拟这一方程,实现了黏声介质地震波场吸收与补偿... 从弹性波基本方程出发,分析了地震波吸收与衰减补偿物理机制和黏声介质中应力应变关系,得到了衰减与补偿统一表达的黏声介质传播方程。采用交错网格有限差分和最佳匹配层吸收边界条件来模拟这一方程,实现了黏声介质地震波场吸收与补偿的格林函数计算。凹陷速度模型测试结果表明,该方法能有效补偿吸收衰减振幅。从Hessian核函数的数学物理特征出发,对比分析了声波点扩散函数(PSF)和黏声波点扩散函数,结果表明,吸收衰减效应显著降低了照明振幅强度,带吸收衰减的PSF明显比声介质PSF能量低,在深层这种能量损耗更为强烈;吸收衰减效应改变了观测系统对地下的照明图样。进行了面向目标体的PSF分解和求逆,并将求得的逆算子直接作用于成像结果。盐丘模型测试结果表明,在盐丘周围,吸收衰减效应显著降低了成像分辨能力,精确的逆PSF能够有效提高反演成像结果的分辨率。 展开更多
关键词 黏声介质 有限差分 黏声逆时偏移 HESSIAN矩阵 点扩散函数 点扩散函数逆算子 反演成像
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基于格子玻尔兹曼和有限差分方法的页岩气升尺度渗流模拟 预览
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作者 李江涛 汪志明 +1 位作者 魏建光 赵岩龙 《大庆石油地质与开发》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期144-151,共8页
格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)是模拟页岩气微观渗流的一种重要方法,能够在孔隙尺度上比较精确地模拟页岩气的多种渗流机理,但是该方法模拟尺度小,计算量大,限制了其在储层尺度上的渗流模拟和在产能预测中的应用。为... 格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)是模拟页岩气微观渗流的一种重要方法,能够在孔隙尺度上比较精确地模拟页岩气的多种渗流机理,但是该方法模拟尺度小,计算量大,限制了其在储层尺度上的渗流模拟和在产能预测中的应用。为了既能保留LBM的模拟精度,又能快速准确地模拟较大尺度渗流,将LBM和有限差分方法相结合形成一种新方法,进行页岩气的升尺度渗流模拟。该新方法同时具有LBM的模拟精度和较快的运算速度,适用于模拟页岩气在宏观尺度的渗流和产能预测。利用新方法进行渗流模拟可得,滑脱效应和气体解吸能提高气体流动速度,补充地层能量,从而提高气井产量。 展开更多
关键词 格子玻尔兹曼 有限差分 升尺度 页岩气 渗流模拟
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定向延迟组合激发正演照明方法及应用 预览
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作者 冯浩宇 俞海龙 +1 位作者 王典 刘财 《物探化探计算技术》 CAS 2019年第3期319-326,共8页
基于波动方程照明分析原理和组合震源激发理论,对二维声波波场进行规则网格有限差分正演模拟,并给出组合震源照明度的计算方法,对于多个震源组合激发,通过改变相邻两个震源之间的激发时间,激发所产生的地震波场会沿着某一确定的方向传播... 基于波动方程照明分析原理和组合震源激发理论,对二维声波波场进行规则网格有限差分正演模拟,并给出组合震源照明度的计算方法,对于多个震源组合激发,通过改变相邻两个震源之间的激发时间,激发所产生的地震波场会沿着某一确定的方向传播,可以增强地下特定的区域的地质体的照明分析。模型试验结果表明,震源数目越多,激发的地震波最大能量指向越集中,改变震源之间的延迟时间,可以调整波场的传播方向,该方法对于分析简单的二维模型以及复杂的逆冲推覆构造模型和marmousi模型的照明能量分布均适用,对于指导炮点的设计有借鉴意义。 展开更多
关键词 组合激发 地震照明 有限差分 定向波场
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考虑动态毛细管力的IMPES油藏数值模拟方法 预览
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作者 张媛 田凯 +1 位作者 王硕亮 邹枫 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期506-511,共6页
油藏数值模拟方法中普遍认为毛细管力是含水饱和度的函数,但是室内实验表明,毛细管力不仅受含水饱和度的影响,而且受流体流动速度的影响,因此需要修正已有的数值模拟方法。文中首先将动态毛细管力引入油水运动控制方程,对数值模拟基本... 油藏数值模拟方法中普遍认为毛细管力是含水饱和度的函数,但是室内实验表明,毛细管力不仅受含水饱和度的影响,而且受流体流动速度的影响,因此需要修正已有的数值模拟方法。文中首先将动态毛细管力引入油水运动控制方程,对数值模拟基本渗流方程进行了修正;然后采用IMPES方法对压力方程和饱和度方程进行了求解,利用均质、非均质模型分析了动态毛细管力对数值模拟结果的影响。分析结果认为:考虑动态毛细管力对均质模型的结果影响较小,对非均质模型影响较大;考虑动态毛细管力计算的含水率在低含水率阶段上升速度较快,在高含水率阶段上升速度较慢;考虑动态毛细管力后,波及系数变小。实际单井生产动态数据验证了该方法的可靠性。 展开更多
关键词 动态毛细管力 数值模拟 有限差分 波及系数 含水率
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基于有限差分的TSP系统数值模拟
8
作者 邓唯淅 肖宏跃 +2 位作者 甯艳 周茜茜 陈秀清 《勘察科学技术》 2019年第2期15-18,共4页
该文从TSP的理论基础和观测结构出发,结合岩石物理力学性质参数的工程意义,分析研究了地震波从半空间到全空间的传播规律,利用有限差分法初步实现了全空间的数值模拟,分析了常见不同异常体的响应特征。从正演理论上指出了TSP一维观测系... 该文从TSP的理论基础和观测结构出发,结合岩石物理力学性质参数的工程意义,分析研究了地震波从半空间到全空间的传播规律,利用有限差分法初步实现了全空间的数值模拟,分析了常见不同异常体的响应特征。从正演理论上指出了TSP一维观测系统最大的缺点,是对于点状异常体产生的多次绕射波无法进行偏移归位处理,导致震相复杂,不便于提取有效波场进行数据处理,降低了准确度。从二维空间地震波场模拟中得到异常的绕射波,为异常体的响应提供了理论依据。 展开更多
关键词 TSP 有限差分 数值模拟
房柱式残煤二次开采煤柱稳定性研究 预览
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作者 孟学超 《煤矿现代化》 2019年第6期78-79,82共3页
利用有限差分软件对平舒煤矿煤层的现有开采状态进行研究,分析初次开采过程中围岩及原有护巷大煤柱的应力和位移的分布规律,以此判断后续开采中煤柱群的稳定程度,所做工作为今后类似的煤柱稳定性研究提供借鉴。
关键词 煤柱 稳定性 有限差分 应力和位移
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地基低速层的瞬态瑞利波法数值模拟 预览
10
作者 柯松 胡龙 +1 位作者 陈海军 韩孝峰 《江西建材》 2019年第4期27-28,共2页
针对面波勘探法探测低速层所提取的频散曲线特征进行研究。采用FLAC3D建立模型,模拟瞬态面波法提取面波信号,并用f-k法对频散曲线提取及速度剖面绘制,分析频散曲线呈"之"字形原因,验证了瞬态面波法探测低速层效果较好。
关键词 低速层 有限差分 瞬态面波法 频散曲线
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LNG卫星站自增压时间影响因素研究 预览
11
作者 马国光 何金蓬 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期55-61,共7页
LNG卫星站主要采用自增压的液体增压方式,其自增压能力大小主要取决于增压时间。以LNG卫星站储罐作为研究对象,对比4种低温液体无损储存热力学模型,选择三区模型进行计算,采用一阶向前差分实现方程离散化,并基于遗传算法进行程序设计,... LNG卫星站主要采用自增压的液体增压方式,其自增压能力大小主要取决于增压时间。以LNG卫星站储罐作为研究对象,对比4种低温液体无损储存热力学模型,选择三区模型进行计算,采用一阶向前差分实现方程离散化,并基于遗传算法进行程序设计,进而计算得到了不同储罐起始压力、储罐充满率以及增压气体温度下的储罐增压时间变化。结果表明,随着储罐所需压力上升,3种因素对储罐增压时间的影响效果有着不同程度的提升,其中储罐充满率对增压时间影响较为明显,最高可缩短78.4%的增压时间。 展开更多
关键词 LNG卫星站 自增压时间 遗传算法 低温液体储存模型 有限差分
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基于CPML-RML组合边界条件粘弹TTI介质旋转交错网格有限差分正演模拟 预览
12
作者 张奎涛 顾汉明 +4 位作者 刘少勇 刘春成 陈宝书 张立 肖逸飞 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期187-198,218共13页
实际地下介质中因充满流体、裂缝和裂隙等而同时表现出粘滞性特征和各向异性特征,传统的分裂式完全匹配层(SPML)吸收边界条件不能有效吸收低频和大角度入射波。为此,提出将非分裂式卷积完全匹配层(CPML)吸收边界条件与随机介质层(RML)... 实际地下介质中因充满流体、裂缝和裂隙等而同时表现出粘滞性特征和各向异性特征,传统的分裂式完全匹配层(SPML)吸收边界条件不能有效吸收低频和大角度入射波。为此,提出将非分裂式卷积完全匹配层(CPML)吸收边界条件与随机介质层(RML)边界条件相结合的策略来改善边界吸收效果,并将其应用于粘弹TTI介质有限差分正演模拟。为提高正演模拟的稳定性和精度,采用了旋转交错网格有限差分算法,并推导出了适用于粘弹TTI介质的CPML吸收边界条件公式及相应的旋转交错网格有限差分格式;采用随机介质建模理论并结合CPML吸收边界条件,建立了CPML-RML组合边界条件。利用二维均匀介质模型和二维复杂Hess模型对组合边界条件的吸收效果进行了测试,结果表明:相比SPML吸收边界条件与CPML吸收边界条件,CPML-RML组合边界条件在不增加计算量的情况下,具有更好的吸收效果,能有效减少人工边界反射、提高数值模拟精度;粘弹TTI介质中的地震波场表现出明显的振幅衰减和相位延迟,地震记录表现出浅部能量强、深部能量弱的特征,验证了CPML-RML组合边界条件对复杂介质的适应性及正确性。 展开更多
关键词 卷积完全匹配层 随机边界条件 粘弹性 TTI介质 旋转交错网格 有限差分 正演模拟
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球坐标系下三维大地电磁正演研究 预览
13
作者 罗威 王绪本 +2 位作者 王堃鹏 张刚 李德伟 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3885-3897,共13页
大地电磁正演理论研究热点一直以来主要集中在如何提高计算效率和精度,但在剖面足够长、探测深度足够大的情况下,传统的笛卡尔坐标系数值模拟方式难以准确拟合地球曲率形态.本文研究了基于球坐标系的三维大地电磁正演,推导了交错网格有... 大地电磁正演理论研究热点一直以来主要集中在如何提高计算效率和精度,但在剖面足够长、探测深度足够大的情况下,传统的笛卡尔坐标系数值模拟方式难以准确拟合地球曲率形态.本文研究了基于球坐标系的三维大地电磁正演,推导了交错网格有限差分三维正演公式,与一维解析解和三维标准模型测试对比,验证了正演算法的正确性.通过理论模型计算,对比分析球坐标和笛卡尔坐标系正演结果表明:球坐标系模拟更合理,避免了传统笛卡尔坐标拉伸投影所引入的误差,可代替目前的笛卡尔坐标模拟方法.基于球坐标和笛卡尔坐标系的三维大地电磁正演响应值随着频率变低差异越明显.球坐标和笛卡尔坐标计算结果差异度与频率、模型结构和电阻率有关.本文模型计算结果在数万秒周期处已出现接近10%的差异,对于较大尺度的长周期大地电磁,地球曲率的影响不能忽略. 展开更多
关键词 三维大地电磁 球坐标 地球曲率 有限差分
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求解一维变系数椭圆型方程边值问题的RBF-FD格式 预览
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作者 王硕 张新东 郭非凡 《河南科学》 2019年第9期1390-1396,共7页
利用径向基插值函数的Lagrange形式,给出在三等距节点的中心节点处逼近被插函数的有限差分公式及最佳参数值,然后针对一维变系数椭圆型方程建立一种具有四阶精度的RBF-FD差分格式.数值结果表明此差分格式明显优于二阶中心差分格式.
关键词 变系数 椭圆型偏微分方程 径向基函数 有限差分
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有限差分模拟中数值频散压制 预览
15
作者 刘卫刚 谭超先 周作黎 《煤炭与化工》 CAS 2019年第1期81-84,共4页
地震波场正演模拟被广泛应用在地震波场特征分析中,常采用离散网格节点逼近连续介质的有限差分计算方法,计算中若采用粗网格将会产生严重的频散现象,但网格剖分较细则会大大增加所需内存和计算时间,降低计算效率。为消除频散影响,采用... 地震波场正演模拟被广泛应用在地震波场特征分析中,常采用离散网格节点逼近连续介质的有限差分计算方法,计算中若采用粗网格将会产生严重的频散现象,但网格剖分较细则会大大增加所需内存和计算时间,降低计算效率。为消除频散影响,采用高阶交错网格有限差分计算方法,利用通量校正传输技术(FCT)对数值频散进行有效压制,较好的保存了真实波场,提高了波场快照质量。 展开更多
关键词 有限差分 交错网格 数值频散 通量校正传输技术
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考虑起始水力坡降的天然非均质地基固结分析
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作者 金丹丹 王素 李传勋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1433-1440,共8页
实际工程中通常为未经处理的天然非均质地基。低水力坡降下黏性土中渗流存在起始水力坡降的现象也逐渐被认可,但能考虑起始水力坡降的非均质地基固结模型鲜见报道。基于具有起始水力坡降的渗流模型,考虑实际中的变荷载,对压缩模量和渗... 实际工程中通常为未经处理的天然非均质地基。低水力坡降下黏性土中渗流存在起始水力坡降的现象也逐渐被认可,但能考虑起始水力坡降的非均质地基固结模型鲜见报道。基于具有起始水力坡降的渗流模型,考虑实际中的变荷载,对压缩模量和渗透系数随深度变化的非均质地基固结问题展开研究。通过压缩模量随深度增加及渗透系数随深度减小考虑天然地基的非均质性,进而建立了单层非均质地基一维固结模型。分析了起始水力坡降i0,非均质地基参数a、x、m和p对非均质地基固结特性的影响。结果表明:考虑起始水力坡降后非均质地基中孔压消散速率变慢,地基沉降以及固结速率随之降低;固结速率与参数a、x成正比,而地基的最终沉降量与之成反比;参数m越大,p越小,固结速率越快,但渗透系数仅改变地基的沉降速率,不会影响非均质土层的最终沉降量。 展开更多
关键词 固结理论 起始水力坡降 天然非均质地基 变荷载 有限差分
浅海地震波波动成分及传播规律分析
17
作者 罗夏云 孟路稳 +1 位作者 程广利 刘雁春 《华中科技大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期120-126,共7页
为获取浅海环境下海底地震波的波动成分和传播规律,基于浅海声场模型推导了浅海地震波各波动成分的复积分表达式,并利用围道积分以及鞍点法对复积分表达式求解,得出了相应波动成分的传播规律.利用高阶交错网格有限差分算法对浅海低频脉... 为获取浅海环境下海底地震波的波动成分和传播规律,基于浅海声场模型推导了浅海地震波各波动成分的复积分表达式,并利用围道积分以及鞍点法对复积分表达式求解,得出了相应波动成分的传播规律.利用高阶交错网格有限差分算法对浅海低频脉冲声源激励的海底地震波场进行数值计算,得到了海底地震波场的全波场的数值解.理论推导与数值计算结果表明:浅海海底地震波的波动成分包括直达波、反射波、折射波、Scholte波以及侧面波,按沿海底界面的传播速度可分为四组子波系;直达波、反射波和折射波的波阵面为球面,振幅与1/r (r为虚源到上层流体介质的距离)成正比;表面波的波阵面为圆柱面,振幅与1/r1/2成正比;侧面波的波阵面为圆锥面,振幅与1/r2成正比. 展开更多
关键词 浅海 海底地震波 离散谱 连续谱 有限差分
基于NAD算法的声波方程时间四阶差分解法 预览
18
作者 田雪丰 《中国煤炭地质》 2019年第2期60-65,71共7页
波动方程数值模拟是研究地震波传播机理的重要工具,有限差分求解波动方程是当前地震波数值模拟的主要方法之一。当地下介质中的地震波速度较低或地震波高频成分丰富时,常规有限差分技术常常产生严重的数值频散误差,这种误差会降低数值... 波动方程数值模拟是研究地震波传播机理的重要工具,有限差分求解波动方程是当前地震波数值模拟的主要方法之一。当地下介质中的地震波速度较低或地震波高频成分丰富时,常规有限差分技术常常产生严重的数值频散误差,这种误差会降低数值模拟的精度,影响对地震波传播机理的分析。为压制地震波数值模拟时产生的数值频散误差,提高波场模拟精度,提出了基于NAD算子的时间四阶精度波动方程差分格式。根据对应的差分格式,分析了该差分格式的数值频散关系。与常规四阶精度差分算法的频散曲线相比,基于NAD时间四阶精度差分方法不但能够实现时间频散的有效压制,同时其基于更多网格点的位移分量和位移梯度分量空间微分求解方法还能够实现空间频散的有效压制。另外在相同模型条件下,基于NAD算法的声波方程时间四阶差分解法可采用大网格对模拟空间进行差分离散,减少网格数,提高计算效率。 展开更多
关键词 声波方程 有限差分 数值模拟 数值频散 近似解析离散算法
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防护服装的热传导模型与计算 预览
19
作者 罗佳琪 肖云云 +2 位作者 李享 彭佩 周志强 《湘南学院学报》 2019年第2期109-114,共6页
防护服装的温度变化模型和计算是缩短产品研发周期、降低研发成本的基础技术.在经典的Torvi的热传导模型中,皮肤层罗宾边界条件的选择直接影响数值模拟的效果.本文首先建立四层防护服装热传导系统及其边界条件,采用有限差分格式计算温... 防护服装的温度变化模型和计算是缩短产品研发周期、降低研发成本的基础技术.在经典的Torvi的热传导模型中,皮肤层罗宾边界条件的选择直接影响数值模拟的效果.本文首先建立四层防护服装热传导系统及其边界条件,采用有限差分格式计算温度场的分布函数.然后通过虚设,四层偏微分方程系统被拓广到五层热传导模型,同时以虚拟层热传导率作为有待估计的模型参数,并以此参数代替罗宾条件的选择.优化估计后的第五层热传导系数充分反映了辐射、对流、热容变化等未考虑因素.改进的五层模型具有预测皮肤表面温度分布的功能,在防护服装参数设计中起到关键作用. 展开更多
关键词 防护服装 热传导 参数设计 有限差分
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基于弹性波理论的深水吊缆非线性运动研究 预览
20
作者 赵藤 张绒 王淼 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第1期85-91,共7页
针对深水吊缆非线性运动特性,基于弹性波理论建立了吊缆的动态模型,推导出吊缆的非线性运动方程,采用有限差分方法进行求解,与文献的试验值比较,结果吻合较好,验证了求解方法的准确性和可靠性;以谐波运动作为初始激励,计算不同水深时的... 针对深水吊缆非线性运动特性,基于弹性波理论建立了吊缆的动态模型,推导出吊缆的非线性运动方程,采用有限差分方法进行求解,与文献的试验值比较,结果吻合较好,验证了求解方法的准确性和可靠性;以谐波运动作为初始激励,计算不同水深时的吊载垂向运动响应并进行频谱分析,结果表明吊载的垂向运动响应时历为明显的非线性运动;同时给出了缆长4500m和3000m吊载处的垂向位移的计算结果,发现随着激励周期增加,3000m时吊载处的垂向位移幅值要大于4500m,且相差程度越来越大。 展开更多
关键词 深水吊缆 弹性波 有限差分 非线性
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