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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
谢佳琪 张晗 朱志明
旋转摩擦焊作为一种固相焊接方法,能够实现同种或异种材料的高质量连接,国内外均开展了广泛研究和应用。旋转摩擦焊接头性能主要取决于焊接过程中的热、力过程,其热力耦合行为是探明旋转摩擦焊机理、开展新工艺研究和参数优化的重要依据,但目前仍未形成统一理论。该文总结了旋转摩擦焊热力耦合行为的研究进展,包括摩擦机制和产热理论、材料黏塑性模型以及焊接过程热力耦合的解析求解方法;介绍了相关数值模拟方法的应用情况,在热传导数值模型的基础上,以有限元方法为主,发展出了多尺度多物理场仿真技术和应用神经网络的焊接工艺预测方法。目前旋转摩擦焊模拟仿真面临的挑战在于提高数值模拟技术的建模效率和模型准确性,同时降低计算成本。进一步深入探索焊接机理或引入多种计算手段是未来旋转摩擦焊模拟仿真的发展方向。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
崔学刚 方创琳 李君 刘海猛 张蔷
按照地理学科发展趋势,对城镇化与生态环境耦合的研究将由定量描述转入动态模拟。目前,城镇化与生态环境耦合动态模拟模型呈现多元化。论文系统梳理了其中4类常见的动态模拟模型,包括城镇化与生态环境耦合系统动力学模型、基于人工智能算法的城镇化与生态环境耦合动态模拟模型、基于土地利用变化的城镇化与生态环境耦合动态模拟模型以及基于多模型集成的城镇化与生态环境耦合复合模型。主要结论如下:系统动力学模型被广泛应用于城市复杂系统、城市转型和可持续发展以及城镇化与生态环境单要素耦合的动态模拟之中,但存在空间解释不足以及忽视系统自适应性等问题;人工智能算法(ANN和BN)在自学习、自组织、自适应系统或不确定性系统模拟中具有显著优势,并被应用于城市扩张、环境变化、资源需求以及生态脆弱性的识别之中,但应用面相对狭窄且限制条件偏多;土地利用变化模型(CLUE/CLUE-S、CA和MAS)局限于从土地城镇化视角模拟城镇化与生态环境耦合;基于多模型集成的复合模型实现了各模型之间的优势互补,已成为城镇化与生态环境耦合动态模拟模型的发展趋势。今后,应从技术和理论2个层面实现城镇化与生态环境耦合动态模拟模型的进一步发展,并加强对微观过程的模拟。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
范雪薇 缪驰远 苟娇娇 吴怡 张棋
国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project,CMIP)自20世纪90年代中期创建以来迅速发展，为全球气候变化的模拟和未来预估提供了不可替代的数据支持。论文系统回顾了CMIP1到CMIP6的发展历程，包含理论框架、未来情景构建、国际参与情况等方面。在此基础上，论文全面总结了CMIP模式对全球及中国区域气温、降水及其他变量的模拟能力，并重点比较了CMIP3、CMIP5和CMIP6模式的历史试验模拟结果。随CMIP的不断发展，模式在物理参数化方案、空间分辨率等方面有了一定的提高，其模拟能力也随之不断改善。但模式对区域尺度气候特征的模拟能力仍然有限，尤其是对于中小尺度降水变化特征的模拟，并且不同模式的模拟能力存在很大差异。最后，论文针对以上问题展望了CMIP模式的可能发展方向。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王岩 黄弘 黄丽达 李云涛
城市燃气管网大多埋于地下,存在很多难以探测的微小泄漏,是城市公共安全的隐患。该文面向城市地下燃气管网泄漏探测和评估的需求,针对土壤和大气中燃气扩散规律的不同,在OpenFOAM中对不同的控制方程分别进行求解,并通过地面的传质通量将土壤和大气中的扩散过程进行耦合。研究泄漏量对压强和浓度分布的影响、地面对流传质系数对浓度分布和地面传质通量的影响,计算泄漏燃气在城市街道峡谷中的分布情况。结果表明:地面传质通量分布对街道峡谷中的甲烷浓度分布影响很小,为埋地燃气管道泄漏的探测和评估提供了参考和依据。
关键词：
埋地管道 燃气 泄漏 扩散 数值模拟
[期刊] 草业科学
[作者]
冉洪伍 范继辉 黄菁
冻融过程水热力耦合是寒区水文循环的重要内容,是寒区农业、建筑、生态领域需要迫切解决的问题。本研究对冻土冻融过程、水热力耦合机理研究进行了分析:目前对于水分迁移驱动力大多归结于土壤水势梯度,采用土壤水分特征曲线进行求解,但是这种方法并没有考虑土体温度、土体形变以及土壤的物理特性指标。水热力耦合模型实现了水分、温度、应力之间的耦合,但是水分、温度、应力的变化对土壤特征参数的反馈机制并未体现;在多场作用下的分凝冰形成机理是解决土体冻胀的关键,对该问题有待进行深入研究。同时对目前主流的水动力学模型、刚性冰模型、热力学模型3类耦合模型在适用性和准确性方面进行了讨论。最后,针对目前冻融过程水热力耦合研究存在的问题进行分析并提出研究的构想。
[期刊] 海洋渔业
[作者]
张新峰 胡夫祥 许柳雄 陈新军 朱清澄 邹晓荣
对近年来网渔具的计算机数值模拟中使用的几何拓扑分解方法、数学建模思想和模型算法等进行了归纳和系统整理,并探讨了各种算法的稳定性和收敛性。分析认为:刚体有限元法数学建模的优点是模型简化,能基本反映网具粗糙形状,缺点是忽略网线张力,无法精确反映网具的受力和网具的运动状态;基于质量弹簧体系和牛顿力学的柔性有限元法是主流,数值模拟结果更符合网具的实际状况,网形更细腻逼真,计算结果与网具实测拟合较好;显式算法对时间步长较敏感,稳定性和精度不如隐式算法好。NEWTON-RAPHSON和NEWMARK-β算法具有无条件稳定性和收敛性,大部分研究采用了此算法。
[期刊] 经济学动态
[作者]
吴恒煜 胡锡亮 吕江林
理解金融摩擦将负向冲击且放大影响宏观经济的机制,是研究金融稳定、金融体系和宏观经济互动性以及宏观金融政策的关键。金融摩擦使冲击具有持久性,与流动性不足共同作用时会产生非线性放大效应。本文首先在分析信贷市场摩擦、流动性头寸以及中央银行作用的基础上,阐述了金融摩擦影响宏观经济的三种传导机制,即金融加速器原理、流动性途径以及中央银行资产负债表途径。然后,基于会计的资产负债表,评述了将信贷市场摩擦、银行资本、中央银行等摩擦因子引入一般均衡理论,以量化其经济效应的相关研究;基于风险调整的资产负债表,探讨了未定权益分析法在金融摩擦引致的部门间非线性风险传导、系统性风险、主权信用风险以及宏观金融政策等宏观金...
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
高志卫 袁宇 白章 胡文鑫
抛物槽式太阳能聚光集热作为重要的绿色节能技术，已广泛应用于热力发电和工业生产等领域，能够有效降低化石燃料消耗和CO2排放。然而复杂的光热耦合运行特性直接影响太阳能集热器的能量传递过程，对此，建立了基于导热油传热工质的抛物槽式太阳能聚光集热数值分析模型，以研究太阳能辐照强度和集热器倾角跟踪调节等多因素对集热利用效率和光热耦合特性的影响，分析得到集热管内工质流场和温度场的分布特性，将为优化抛物槽式太阳能集热器运行调控和开展太阳能热利用等相关理论教学及实践创新提供指导。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
马恩朴 蔡建明 韩燕 廖柳文 林静
在越发紧密关联的全球化世界中,如何实现可持续发展日益需要跨系统思维和超区域政策。这首先要求致力于可持续发展研究的学科要提升自身对跨区域资源环境问题的洞察力,因此就有必要推动地理学传统研究框架的适应性创新和变革。远程耦合作为聚焦于"远距离人类与自然耦合系统之间社会经济与环境相互作用"的理论框架,有极大的潜力和优势来促进这一理论创新进程。为了缩小国内外在远程耦合领域的研究差距,论文基于文献研究和笔者对远程耦合框架的理解,从远程耦合的理论建构、经验证据、重点研究领域和研究方法4个方面介绍了该理论框架及其应用进展,并提出3个方面的展望来激发新的研究。综述表明,由于远距离人类活动不断增长以及大尺度自然过程与人类活动的相互作用,在远程连接、全球化和城市化维度上均存在大量远程耦合的经验证据;目前学术界对远程耦合框架的应用主要集中于生态系统服务、远程耦合的社会经济和环境影响及土地变化科学3个方面;同时得益于理论操作化的进展,目前开展远程耦合研究已具备较好的方法支持。基于此,论文认为,为应对新兴的现实科学命题,基于远程耦合框架的地理学研究应当在人地关系网络系统的理论创新、远程耦合动力机制和远程耦合的调控工具集3个方面实现突破。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
程兵 汪海波 汪泉 宗琦 李洪伟
为了提高工程爆破课程教学效果，提出将光滑粒子流体动力学-有限元（SPH-FEM）耦合法数值模拟用于课程教学。首先，阐述了SPH-FEM耦合法的基本原理；然后，以集中装药爆破为典型案例展示了建模过程、耦合检验和模拟结果；最后，将模拟结果融入实际教学以探究SPH-FEM耦合法数值模拟在工程爆破教学中的应用效果。研究结果显示，SPH-FEM耦合法能够充分结合SPH粒子和FEM网格各自优势；采用SPH-FEM耦合法数值模拟可以直观呈现集中装药爆破历程；可以帮助学生领悟和掌握专业知识，提高学习积极性。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
赖锡军
以流域为单元开展水环境多要素、多尺度过程的综合模拟已成为了自然地理学重要研究方向。水环境过程综合模拟模型可定量解析流域系统水环境变化,是流域水环境研究与管理的重要工具。论文围绕流域水环境过程模拟的发展历程和最新进展,梳理总结了流域非点源污染过程和河湖等受纳水体水环境过程模拟的理论方法和模型软件;面向模拟不确定性问题讨论了模型选择、开发与集成、率定验证等流域水环境过程综合模拟建模的关键环节;结合最新的研究进展及相关学科新方法新技术的发展,建议后续研究关注流域自然和人文多过程综合集成模拟(包括流域系统人与水环境耦合模拟、多过程综合集成模拟)以及新方法新技术应用(包括数据同化理论方法创新与应用、高性能计算技术和人工智能技术)。
关键词：
流域模拟 数值模型 非点源污染 水质
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
孙悦 何可 张执南
机器系统运动部件摩擦系数(coefficient of friction,COF)的实时监测是一项具有挑战性的难题,智能感知和数据技术的发展为利用摩擦学关联信息对摩擦系数进行预测提供了可能性。该文利用摩擦磨损试验过程中的声音、振动等多源摩擦关联信息,形成时间截面化的摩擦信息数据集,针对摩擦系数拟合问题建立了K折交叉验证双层堆叠的回归集成模型,定义了范围性评估的评价指标,并通过多种载荷试验数据对模型进行了检验。结果表明所建立模型能够有效提炼摩擦信息的关联特性,从而实现对摩擦系数的准确拟合及预测,该方法对不同载荷条件数据具有通用性。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王晓红 张吉利 金森
随着计算机在火蔓延模拟方面广泛的应用,出现了很多计算机仿真模型。这些模型是在原有火蔓延模型的基础上结合各种蔓延算法发展起来的,相对于原始的火蔓延模型来说,这些模型的使用范围更加的广泛,模拟的结果更加的接近真实结果。近年来数学方法在火蔓延模型中的应用也越来越多,如CA、渗透理论、突变理论和人工神经网络等等,本研究在Andrew等人研究的基础上总结了数学方法在我国林火蔓延中的一些应用。重点分析了火蔓延的影响因子,我国对可燃物模型研究的较少,在模拟过程中多是借鉴国外模型或是应用简单的可燃物代替复杂的可燃物研究,本研究指出了建立可燃物模型、气象模型的重要性和必要性。
关键词：
林火蔓延 模拟 模型 数学方法 可燃物
[期刊] 林业经济
[作者]
张为付 张晓磊 王原雪
美国是中国林木产品第一大出口目的国和第三大进口来源国,然而愈演愈烈的中美贸易摩擦严重威胁双边林木产品贸易的正常秩序。文章借助GTAP模型,模拟分析了中美贸易摩擦背景下两国相互加征关税对双边林木产品贸易的影响,结果显示:①如果中美双边贸易摩擦不进一步升级,林木产业不被进一步加征关税,中国的林木产业将间接受益,实现产出和出口的扩张,而美国的林木产业产出与出口则将小幅受损。②如果中美贸易摩擦进一步升级至对来自对方的全部进口商品加征25%关税,则中国林木产业的产出和贸易盈余都将因失去美国部分市场而萎缩,而美国林木产业则会因进口减少引致的进口替代效应实现产出和贸易盈余的增加。③就林木产业而言,中国对美国的依赖要高于美国对中国的依赖,在对等的关税大战下,中国林木产业的受损程度将更高。
[期刊] 财经论丛
[作者]
郑建 周润 周曙东
本文采用GTAP模型对2018年中美贸易摩擦的影响进行情景模拟分析,结合实际数据展开贸易制裁措施效果的后评估,并对2019年贸易摩擦升级的潜在影响予以前瞻性判断。研究结果表明,中美贸易摩擦将对中美宏观经济造成不利影响,而阿根廷等其他南美国家、韩国、巴西和东盟从中获益。中国的谷物、油料、肉类、运输设备、金属及其制品和电子设备的进口及运输设备和电子设备的出口受影响程度较大。后评估结果显示,中国对美国大豆等农产品和车辆及其零附件、塑料及其制品、金属及其制品、石油和液化天然气的出口制裁效果较理想。2019年贸易摩擦升级后,中国宏观经济和部分产业部门进出口将遭受更严重的冲击。
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