检索结果-内蒙古大学图书馆

力学学报 2025年第2期57卷 285-314页

作者：赵宁刘剑明田琳琳王镇明南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京210016 江苏师范大学数学与统计学院江苏徐州221116 南京航空航天大学江苏省风力机设计高技术研究重点实验室南京210016 南京航空航天大学飞行器数学建模与高性能计算工信部重点实验室南京210016

计算网格是复杂流动问题精细化模拟的先决条件,会对数值结果的准确性和可靠性产生重要影响.然而,高质量计算网格生成需要费时费力的人机交互过程且严重依赖于工程师的个人经验,使得现阶段计算流体力学(CFD)自动化程度处于较低水平.笛卡... 详细信息

计算网格是复杂流动问题精细化模拟的先决条件,会对数值结果的准确性和可靠性产生重要影响.然而,高质量计算网格生成需要费时费力的人机交互过程且严重依赖于工程师的个人经验,使得现阶段计算流体力学(CFD)自动化程度处于较低水平.笛卡尔网格具备生成简单、内存要求低、计算效率高及自动性强等特点,使其能够极大减少网格生成过程中的人工成本,因而成为CFD社区的研究热点之一.对此,以笛卡尔网格可压缩流模拟为主线,结合课题组多年的研究成果对其中涉及的关键技术和国内外发展现状展开综述.首先简要概述了笛卡尔网格自适应方法及其数据结构,随后系统阐述了切割单元、浸入边界、重叠笛卡尔网格和混合笛卡尔网格等方法的发展现状及存在的问题,最后从自适应加密策略、动态并行技术、高保真计算方法、先进物理模型及实际工程应用等多个维度深入探讨了笛卡尔网格方法涉及的关键技术与未来发展趋势.通过全面回顾和深入分析笛卡尔网格方法的研究现状和发展动态,试图为读者提供一个清晰及全面的认识,并为相关领域的研究提供有益的参考和启示.

关键词：笛卡尔网格可压缩流动壁面处理方法自适应技术高保真模拟

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面向城市雨洪模拟的地表汇流特性DEM增强表达

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地球信息科学学报 2025年第2期27卷 491-506页

作者：李海洋吕朋超江岭梁明黄敏敏杨灿灿张大鹏安徽大学资源与环境工程学院合肥230601 滁州学院地理信息与旅游学院滁州239000 安徽省实景地理环境重点实验室滁州239000 安徽省遥感与地理信息工程研究中心滁州239000

【目的】数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)作为城市雨洪模拟中不可或缺的输入驱动,很大程度上决定了模拟精度。然而,现有研究大多数注重地表高程表达,忽略了地表汇流特性对积水扩散过程的影响。尤其在复杂城市地形环境中,传... 详细信息

【目的】数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)作为城市雨洪模拟中不可或缺的输入驱动,很大程度上决定了模拟精度。然而,现有研究大多数注重地表高程表达,忽略了地表汇流特性对积水扩散过程的影响。尤其在复杂城市地形环境中,传统DEM难以充分捕捉汇流特性,导致模拟精度受到制约。【方法】本文提出了一种基于城市地形对象汇流特性的DEM增强表达方法。该方法从形态特征和水文特征角度分析城市地形对象的汇流特性,系统解析城市地形对象间的汇流关系,根据汇流关系约束将汇流特性有效融入传统DEM,从而增强DEM对地表汇流特性的表达能力。【结果】本文选取南京市鼓楼区作为研究区,基于SWMM模型和有源扩散算法进行雨洪数值模拟,验证DEM增强表达效果,结果表明:(1) DEM增强表达后,研究区内10.78%栅格的流向发生变化,主要分布在地形对象及其边缘;增强DEM的标准差、变异系数等指标均明显优于原始DEM;(2)较基于原始DEM的模拟结果,基于增强DEM的雨洪模拟积水面积减少,平均积水深度增加,能够更准确地捕捉地形特征对径流路径和积水分布的影响,模拟结果更接近实际情况。【结论】本文提出的DEM增强方法能够有效表达城市地表的汇流特性,提高了积水扩散模拟结果的合理性,为城市雨洪的精细化模拟提供了技术支持。

关键词： DEM 增强表达城市地形城市地形对象形态特征水文特征汇流特性雨洪数值模拟

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离子吸附型稀土矿开采机制研究进展

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中国稀土学报 2025年第2期43卷 268-283页

作者：康石长王高锋凌博闻徐永进梁晓亮朱建喜何宏平中国科学院广州地球化学研究所、中国科学院矿物学与成矿学重点实验室、广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049 中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190

离子吸附型稀土矿的开采主要基于离子交换和稀土溶液运移。为实现离子吸附型稀土矿绿色高效开采,研究者们提出了一系列的开采工艺,并建立了相关的稀土运移和渗流理论。本文综述了目前现有或潜在的离子吸附型稀土矿开采工艺,重点分析了... 详细信息

离子吸附型稀土矿的开采主要基于离子交换和稀土溶液运移。为实现离子吸附型稀土矿绿色高效开采,研究者们提出了一系列的开采工艺,并建立了相关的稀土运移和渗流理论。本文综述了目前现有或潜在的离子吸附型稀土矿开采工艺,重点分析了浸出动力学、塔板、对流扩散和外加电场驱动等稀土离子运移理论,探讨了开采过程风化壳中稀土溶液的渗流特性及影响因素,提出钙盐镁盐浸出、生物浸出和电动开采等开采工艺的优化思路,即应采用微观谱学、数值模拟和多学科交叉等手段加强稀土离子运移理论和风化壳中稀土溶液渗流特性的基础研究,实现离子吸附型稀土矿绿色高效开采。

关键词：离子吸附型稀土矿采矿稀土运移渗流

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锚系阵列结合水下滑翔机观测策略研究——以南海中部为例

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海洋科学进展 2025年第1期43卷 118-132页

作者：罗强王冠琳滕飞徐腾飞王岩峰自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 崂山实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

南海复杂的地形与水动力环境给观测带来了挑战,结合多种观测手段优势互补组成海洋观测网是南海观测未来的发展方向。本文选取锚系阵列与水下滑翔机这2种主要的定点观测和移动观测手段,以南海中部为例,设计锚系阵列与水下滑翔机的布放站... 详细信息

南海复杂的地形与水动力环境给观测带来了挑战,结合多种观测手段优势互补组成海洋观测网是南海观测未来的发展方向。本文选取锚系阵列与水下滑翔机这2种主要的定点观测和移动观测手段,以南海中部为例,设计锚系阵列与水下滑翔机的布放站位,并基于区域海洋数值模式构建数据同化系统,设计观测系统模拟实验,进而通过对比不同方案下锚系阵列和水下滑翔机站位温盐数据的同化结果,探讨两者相结合的观测策略。在0~1000 m水深,模拟实验结果表明:受限于站位数量及分布位置,仅利用锚系阵列观测数据对温盐的同化精度改善有限;水下滑翔机观测数据的加入使得改进较为明显,对温度同化的改进主要体现在100~500 m,对盐度同化的改进则主要体现在100~250 m,这也分别对应初始温盐同化结果的均方根误差峰值深度区间;水下滑翔机初始布放站位与运动方式也会对实验结果产生影响,对于南海中部区域,水下滑翔机水平向右运动采样对温度的同化效果更好,在初始布放站位附近循环采样对盐度和海面高度异常同化效果更好。观测系统模拟实验结果可为南海未来的海洋观测网设计提供参考。

关键词：锚系阵列水下滑翔机南海观测系统模拟实验

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系统积热对红外偏振成像系统工作性能的影响

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光学精密工程 2025年第5期33卷 702-715页

作者：毛玮韵肖嵘司文荣王劭菁裘晔周俊焯郝佳虞益挺国网上海市电力公司电力科学研究院上海200437 西北工业大学宁波研究院浙江省高性能M EM S芯片规模制造技术重点实验室宁波市光学微系统及应用技术重点实验室浙江宁波315103 西北工业大学机电学院空天微纳系统教育部重点实验室陕西省微纳机电系统重点实验室陕西西安710072

深入研究旋转扫描偏振成像系统中定子绕组热积累对红外偏振成像质量的影响,并提出了优化方案。针对自主研制的分时型红外偏振成像系统,分析了定子绕组热积累导致红外热噪声增加进而影响成像质量的机理;通过解析系统的结构设计,探讨了定... 详细信息

深入研究旋转扫描偏振成像系统中定子绕组热积累对红外偏振成像质量的影响,并提出了优化方案。针对自主研制的分时型红外偏振成像系统,分析了定子绕组热积累导致红外热噪声增加进而影响成像质量的机理;通过解析系统的结构设计,探讨了定子绕组发热的产生原因,理论上阐述了热噪声对系统成像的影响。从室温至正常工作以后绕组的稳态温度区间开展对比实验,并对目标场景的偏振特征图像进行了分析。实验结果表明:绕组发热导致的红外热噪声显著影响了红外偏振成像系统的成像性能,在模拟沙地的目标场景中,其结构相似度和峰值信噪比分别下降了32.98%和51.87%,均方误差增加了19.49倍。最后,通过对定子绕组的改进设计,将自主研制的红外偏振成像系统旋转机构的稳态温度降低34.3%。

关键词：红外偏振成像热噪声分析旋转扫描机构图像质量

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具有潜伏和隔离年龄结构的SEIQR传染病模型

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数学的实践与认识 2025年第4期 138-149页

作者：秦伟琦高丽陈晓陈向勇邱建龙山东医学高等专科学校附属医院(临沂市老年病医院) 山西大同大学附属医院临沂大学山东省高校复杂系统与智能计算重点实验室临沂大学自动化与电气工程学院

考虑了与仓室年龄相关的潜伏和隔离因素,建立了具有潜伏和隔离年龄以及广义非线性发生率的手足口传染病模型.通过建立同时包含常微分方程与偏微分方程的耦合方程组,研究并分析具有类年龄结构的传染病动力学.通过对模型基本再生数以及平... 详细信息

考虑了与仓室年龄相关的潜伏和隔离因素,建立了具有潜伏和隔离年龄以及广义非线性发生率的手足口传染病模型.通过建立同时包含常微分方程与偏微分方程的耦合方程组,研究并分析具有类年龄结构的传染病动力学.通过对模型基本再生数以及平衡点稳定性的分析与讨论,探讨传染病的传染规律.最后,数值模拟验证了主要的理论结果.

关键词：传染病模型潜伏年龄隔离年龄类年龄结构模型稳定性

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激光锡等离子体的状态参数分布和极紫外波段辐射的模拟研究

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物理学报 2025年第3期74卷 1-15页

作者：敏琦王国栋何朝伟何思奇卢海东刘兴邦武艳红苏茂根董晨钟西北师范大学物理与电子工程学院甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室兰州730070 兰州工业学院计算机与人工智能学院兰州730050

激光锡(Sn)等离子体光源是当前先进极紫外(EUV)光刻机中最为核心的分系统,其辐射出的13.5 nm附近2%带宽内的EUV光的功率值和稳定性是决定整个光刻机是否成功的关键指标之一,本文针对激光Sn等离子体光源这一复杂系统,开展了详细的关于等... 详细信息

激光锡(Sn)等离子体光源是当前先进极紫外(EUV)光刻机中最为核心的分系统,其辐射出的13.5 nm附近2%带宽内的EUV光的功率值和稳定性是决定整个光刻机是否成功的关键指标之一,本文针对激光Sn等离子体光源这一复杂系统,开展了详细的关于等离子体状态参数分布以及EUV辐射光谱的数值模拟研究.首先基于细致能级模型,在局域热动平衡近似条件下计算得到了Sn等离子体在12—16 nm波段的辐射不透明度数据.随后利用激光等离子体辐射流体力学程序RHDLPP,分别模拟了纳秒激光脉冲作用于Sn平面固体靶和液滴靶所产生的等离子体的温度和电子密度等状态参数的分布.结合辐射不透明度数据和等离子体状态数据,利用光谱模拟后处理子程序SpeIma3D完成了平面靶等离子体的空间分辨EUV光谱以及液滴靶等离子体在60°观测角下的角分辨EUV光谱的模拟.最后,得到了液滴靶等离子体在13.5nm,2%带宽内的带内辐射强度随观测角度的变化规律.本文获得的所有等离子体状态参数分布和EUV光谱模拟结果与现有的实验结果具有很好的一致性,证明了RHDLPP程序在激光Sn等离子体EUV光源方面的模拟能力,相关结果可以为EUV光刻以及国产化EUV光源的研制提供一定的支持.

关键词：极紫外光刻光源激光锡等离子体辐射流体力学程序极紫外光谱

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人工心脏评价及设计方法2024年度研究进展

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医用生物力学 2025年第1期40卷 1-12页

作者：张枫宁王卓航何彦霖吴鹏东南大学机械工程学院江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189 东南大学未来技术学院南京211189

人工心脏经过几十年的发展,已逐步发展为当前的磁悬浮血泵,实现了产品植入胸腔以及大规模临床应用的革命性进步,成为治疗心衰这一世界重大卫生公共问题的有效手段。尽管如此,高达89%的患者5年内因胃肠道出血、中风、感染、血泵功能异常... 详细信息

人工心脏经过几十年的发展,已逐步发展为当前的磁悬浮血泵,实现了产品植入胸腔以及大规模临床应用的革命性进步,成为治疗心衰这一世界重大卫生公共问题的有效手段。尽管如此,高达89%的患者5年内因胃肠道出血、中风、感染、血泵功能异常等问题再次入院。因此,需要继续研究多种血液成分的血液损伤机制;持续发展并综合运用数值模拟、体外台架测试、动物实验等手段,更全面地评价血泵性能;要继续对人工心脏进行创新设计来改善血液相容性、满足不同患者群体的需要和提升患者生活质量。本文回顾了2024年国内外血泵评价和设计方法的研究进展,包括血液损伤机制的研究进展;利用数值模拟、体外台架测试和动物实验评价血泵性能的研究进展;血泵优化设计、新概念血泵和生物涂层的研究进展,以期助力人工心脏的研发,进一步提高其临床治疗效益。

关键词：人工心脏优化设计血流动力学血液相容性体外实验

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环形通道内爆震波传播特性数值模拟研究

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推进技术 2025年

作者：曹力文徐子阳王可焦中天范玮西北工业大学动力与能源学院西北工业大学陕西省航空动力系统热科学重点实验室

为厘清爆震波在环形通道内的不同传播模态与爆震波自持传播的临界条件，采用300 K的C2H4+3O2+3N2预混气，在不同通道曲率和初始压力（100 kPa，60 kPa，20 kPa）条件下，开展了数值模拟研究。结果表明，在通道宽度一定的条件下，当无量... 详细信息

为厘清爆震波在环形通道内的不同传播模态与爆震波自持传播的临界条件，采用300 K的C2H4+3O2+3N2预混气，在不同通道曲率和初始压力（100 kPa，60 kPa，20 kPa）条件下，开展了数值模拟研究。结果表明，在通道宽度一定的条件下，当无量纲内径ri（通道内径）/λa（平均胞格尺寸）＞14时，爆震波能够在环形通道内稳定传播；当ri/λa≤14时，爆震波在环形通道内存在解耦再起爆现象，亦转变为不稳定传播模态，内壁面处爆震波法向速度最低降至50%C-J速度，外壁面处爆震波法向速度几乎未受到影响，仍在80%C-J速度以上。

关键词：旋转爆震燃烧室爆震波环形通道胞格尺寸传播模态

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热应力和天然裂缝影响下干热岩水力裂缝扩展机制研究

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岩石力学与工程学报 2025年第4期44卷 810-826页

作者：郭天魁王继伟翟成陈铭戴彩丽曲占庆张博中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤矿灾害防控全国重点实验室江苏徐州221116

明确热应力和天然裂缝影响下的干热岩储层水力裂缝扩展机制对有效指导水力压裂施工设计和高效开发地热能具有积极意义。首先应用自主研发的高温真三轴水力压裂物理模拟实验系统开展花岗岩试样高温真三轴水力压裂实验,分析温度变化对花... 详细信息

明确热应力和天然裂缝影响下的干热岩储层水力裂缝扩展机制对有效指导水力压裂施工设计和高效开发地热能具有积极意义。首先应用自主研发的高温真三轴水力压裂物理模拟实验系统开展花岗岩试样高温真三轴水力压裂实验,分析温度变化对花岗岩损伤破裂的影响。然后基于连续–非连续单元法建立一套场区尺度的三维热–流–固耦合裂缝扩展模拟方法,并通过三维裂缝扩展理论模型和高温水力压裂实验验证准确性。随后通过开展干热岩储层水力压裂数值模拟分析热应力和天然裂缝发育对干热岩水力裂缝扩展的影响规律。结果表明:注入冷水产生的诱导热应力可以降低储层岩石破裂压力和裂缝延伸压力、增加裂缝宽度和减小裂缝长度。随着岩样温度的升高,诱导热应力明显增强,物理模型实验和数值模拟中的岩石破裂压力均明显降低。考虑诱导热应力影响时,即使在较大水平地应力差和逼近角情况下水力裂缝也可以激活天然裂缝。相比不含天然裂缝的干热岩储层,含200条随机分布天然裂缝的储层改造体积增大63.8%。随着储层热膨胀系数增加,热应力的影响愈发显著,甚至在垂直主裂缝面方向产生次级裂缝,储层改造体积明显增大。

关键词：岩石力学干热岩裂缝扩展高温水力压裂实验数值模拟热–流–固耦合连续–非连续单元法

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