數值計算論文范文
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第1篇
1底流消能霧化的數學模型[1]
洪水在下泄和消能過程中，由于水流與空氣邊界的相互作用，使得水流自由面失穩和水流紊動加劇[2]，進而部分水體以微小水滴的形式進入空氣中，產生某種形式的霧源。霧源在自然風和水舌風的綜合作用下，向下游擴散，使水霧分布在下游的一定空間中。之后，水霧經自動轉換過程和碰并過程轉變為雨滴，以及水霧和水汽之間發生霧滴的蒸發或凝結過程。如圖1所示，因雨滴數較霧滴少得多，故在本數學模型中不考慮雨滴的蒸發過程和水汽凝結為雨滴的過程，在圖1中用帶虛線箭頭來表示。
1.1水霧霧源量的計算根據霧源產生的機理不同，底流消能霧化的霧源可分為二個；第一是溢流壩面自摻氣而產生霧源；第二是水躍區強迫摻氣而產生霧源。理論分析[3]和原型觀測[4]都表明，后者為主要霧源，故在本數學模型中僅考慮第二霧源，而不計第一霧源對下游的影響。如圖2所示，高速水流流經水躍區發生強迫摻氣，其中躍首處旋渦最強，可以認為摻氣點發生在此處，從而形成水氣兩相流。被旋渦挾持進水中的空氣形成氣泡，氣泡在水中隨著旋渦運動，有的氣泡脫離自由面的束縛以水滴、水霧的形式躍出水面，從而形成霧源[5]。根據底流消能[6]的霧化機理，得到下式：
式中：ql為單位長度線源的水霧霧源量，kg/(s·m)；ρ為水的密度；Lj為水躍的長度，Lj=10.8hc(Fr1-1)0.93，hc為躍首處的水深；vc為躍首處的流速；q為單寬流量，m2/s·m；u′2為躍首處的脈動速度均方根；uw為自然風和水舌風的合成風速。
選取ρ、Lj、vc為基本物理量，令qe=ρLjvc，利用量綱分析方法式(2)可得：
根據灣塘水電站霧化原型觀測的數據[4}，應用逐步回歸分析方法[7]，試建立式(3)的回歸模型：以ql/qe為因變量，以Fr1、Nt1和uw/vc作為可能的自變量，計算表明，在顯著性水平為0.05，Fr1、Nt1和uw／vc這三個量對因變量ql／qe的影響都不顯著；以ql為因變量，以qe作為可能的自變量，在顯著性水平為0.05，qe對因變量ql的影響顯著。故對ql和qe作線性回歸，求得：
1.2水霧擴散的數學模型
1.2.1基本假設(1)水霧霧源位于躍首的上方，且為連續線源；(2)水霧擴散滿足高斯擴散模式，擴散參數采用布魯克海汶擴散(BNL)參數系統，時空為小尺度模式；(3)水霧在峽谷內擴散，水霧在下墊面發生沉降和反射；(4)地形采用VALLEY(山谷)修正模式。
1.2.2風向與線源垂直時水霧的擴散[8]圖4是一個高架連續線源擴散的示意圖，坐標系oxyz的y軸與壩軸線平行，x軸為水流方向，z軸為垂直向上，點o位于躍首上方，且高程等于下游水位。設P為下游空間的任意一點，其坐標分別為x、y、z，其水霧的濃度為：
式中：σy為水霧在y方向的濃度分布方差；σz為水霧在z方向的濃度分布方差；h為水霧線源的高度，h=(05～1)(h″c-hc)，h″c為hc的共軛水深。y1為水霧線源起點y坐標；y2為水霧線源終點y坐標；φ為下墊面的反射系數。
考慮到峽谷內盛行山谷風，并且其風向變化不大。故擴散參數選用布魯克海紋擴散(BNL)參數系統(陣風度等級為D)：
1.2.3風向與線源成任意角時水霧的擴散在坐標系oxyz中，假定自然風速為uw1，其風向與x軸正向成β1角；水舌風速為vjw，其風向沿x軸的正向，則自然風速和水舌風速的合成速度為uw，其風向與x軸正向成β2角，規定：從x軸的正向開始，繞點o逆時針轉動時，角β為正值；反之，角β為負值，如圖5所示。建立風坐標系ox1y1z，使x1軸與uw平行，坐標系oxyz、ox1y1z的z軸相重合。將線源在y1軸上投影，分別得到虛擬線源在y1軸上的起點和終點坐標：y01=y1cosβ2；y02=y2cosβ2。這樣，合成風速uw與線源成任意角的情況就轉化為合成風速uw垂直流過虛擬線源的情況。參照式(8)，得到下游任意一點的水霧濃度分布：
1.2.4地形的修正模式因峽谷內盛行山谷風，并且其風向變化不大，故霧流擴散屬于中性或弱不穩定的情形。選取美國國家環保局(EPA)的VALLEY(山谷)模式，地形的修正模式主要體現在修正霧源的排放高度上。在中性或不穩定的情況下，假定霧流中心平行于地面，始終保持其初始的高度。
1.3霧滴、雨滴和水汽之間的相互轉換過程
1.3.1霧雨自動轉換過程霧雨自動轉換過程就是霧滴之間相互結合形成雨滴胚胎的過程，它是霧中出現雨滴的起始過程。Kessler(1969)給出了云雨自動轉換率的關系式，它也適用于霧雨自動轉換過程。
式中：Erc為雨滴對霧滴的碰并效率，qc為單位質量空氣中水霧的質量(kg/(空氣kg))，qr為單位質量空氣中雨滴的質量(kg/(空氣kg))。
1.3.3霧滴的凝結和蒸發過程[9]根據平衡法，來計算霧滴的凝結和蒸發。即在過飽和空氣中發生凝結，減少了空氣中的水汽量，直到空氣達到飽和為止；在不過飽和空氣中霧滴發生蒸發，增加了空氣中的水汽量，直到空氣達到飽和或霧滴蒸發完畢為止。
假定未發生泄流時，空氣的溫度和水汽比濕分別為T1和q1，若凝結量等于x時空氣達到飽和，此時，空氣的溫度和水汽比濕分別達到T和q，存在以下關系式：
x>0，表示在過飽和空氣中，空氣發生凝結，x為空氣達到飽和的所凝結的水汽量；x<0，表示在不飽和空氣中，空氣發生蒸發，|x|為空氣達到飽和的所蒸發的水汽量。當qc<|x|時，蒸發量就等于qc，即霧滴全部蒸發完，空氣尚處于未飽和狀態。所以凝結量為：
2.1灣塘水電站霧化原型觀測工況觀測工況情況見表1。
2.2灣塘水電站氣象條件灣塘水電站未泄流的氣象條件，如表2所示。表中風向：0°和360°表示正北；90°表示正東；180°表示正南；270°表示正西。
2.3灣塘水電站泄流霧化數學模型計算結果
2.3.1泄流霧化的霧源量由灣塘水電站霧化原型觀測工況表1和氣象條件表2等，根據式(4)計算得到灣塘水電站泄流霧化的霧源量，如表3所示。
2.3.2計算結果的等值線圖從圖6～9可見，水霧濃度、相對濕度、溫度和降雨強度等值線大部分在消力池的范圍內。在消力池中心線截面上，各點的溫度和相對濕度等值線如圖10和圖11，溫度和相對濕度的高值集中在局部的范圍內。
2.4灣塘水電站霧化參數的計算值和原觀值
2.4.1斷面2中點雨強的計算值與原觀值在斷面2(樁號為0+56.05)上，取y=0與高程分別等于394m和395m的兩點，它們的雨強計算值與原觀值見表4，對應的分布圖如圖12所示?？梢钥吹剑河陱姷脑^值和計算值都隨躍首單寬流量的增大而增大，并且兩者基本一致。
2.4.2斷面2空氣含水量計算值和原觀值的對比灣塘水電站泄流時，斷面2空氣含水量的計算值和原觀值見圖13～17，可見，除圖16外，其他工況的空氣含水量計算值和原觀值基本一致。
第2篇
1.1計算機通信技術的定義計算機通信技術是將現代計算機技術與通信技術進行有機融合，來實現信息資源在計算機同終端設備間或者計算機同計算機間以數據形式進行傳遞的一種現代化通信手段。隨著科技的飛速發展，社會的不斷進步，計算機通信技術在人們的學習、工作與社會生活中應用得越發廣泛，如今正以其對龐雜信息處理、傳遞和利用的便捷與高效受到更多人的青睞，在辦公自動化系統、軍隊指揮自動化系統、信息處理系統等領域發揮著越來越重要的作用。
1.2計算機通信技術的原理計算機通信技術應用的基本原理是通過使用計算機語言二進制數中的0和1來表示高壓電平的轉換方式，把電信號初步轉換成邏輯信號，再把所有的信息用具差異性的二進制序列予以表示，即用二進制數中0和1的比特流電壓來表示信息數據，產生的脈沖電流通過通訊設備來完成數據的傳輸，達到通信功能。
2計算機通信中的傳輸控制技術研究
2.1數據傳輸技術MAC（介質訪問控制子層協議）處于OSI七層協議數據鏈路層下半部分，主要負責連接與控制物理層中的物理介質。進行數據發送時，該協議可預判發送數據可能性，若能發送則在數據上附加部分控制信息，最終將數據和控制信息按照規定方式發送至物理層；進行數據接收時，協議在判斷輸入信息內容未發生傳輸錯誤的前提下，將原先附加的控制信息去掉，將數據發送至LLC層。MAC在傳統有線局域網與當前無線局域網中均得到廣泛應用，MAC層中，數據傳輸技術分為包含總線爭用技術與令牌控制技術的主導技術和其他輔助技術，輔助技術須得配合主導技術一同使用。以下主要針對數據傳輸技術的代表性主導技術進行簡要介紹。（1）CSMA技術。作為一種總線爭用技術，CSMA（載波偵聽多路訪問）利用分散式的控制方法來使附接總線附近的各節點以競爭方式來獲取總線使用權，任意節點無特定發送時間，節點向總線發送數據具隨機性，通過偵聽檢測媒體空閑狀態來決定是否發送數據，若總線處于忙碌狀態則需延遲發送時間。該技術的優點是技術易實現、響應較及時，缺點在于數據發送效率不穩定，網絡負載一旦增大，發送時間就會增長。（2）集中式輪詢技術。輪詢技術是實現集中式數據控制的主要方法，分為傳遞輪詢與輪叫輪詢，前者主機通過向某子站發送輪詢信息來檢測該子站是否無數據傳輸或完成數據傳輸，再向其臨站發送輪詢，以此方式依次處理所有站點，控制最終回到主機；后者主機則是按照順序逐個詢問各子站是否存在數據。（3）分散式令牌技術。實現分散式控制的方法主要是令牌技術，作為最典型的令牌技術，令牌環網的基本原理是網上各主機地位平等，只有獲得令牌的主機才能發送數據。
2.2差錯控制技術（1）ARQ方式。數據接收端一旦檢測出差錯，就會設法通知發送端對碼字進行重發，直至接收到正確的碼字為止。ARQ方式中使用檢錯碼，只可檢測出數據在傳輸過程中發生的差錯，依靠雙向通道把差錯信息反饋給發送端，并且要求發送端設有數據緩沖區來儲存已發送數據，以便對出錯數據進行重發。（2）FEC方式。與ARQ方式相比，FEC方式中數據接收端不但可以檢測出差錯，還能對二進制碼元中發生錯誤的位置進行判斷，從而對差錯加以自動、及時的糾正。該方式中使用的是糾錯碼，無需反向通道來傳輸請示重發的信息，發送端也無需設置數據緩沖區來儲存原始數據，但與ARQ相比，其編碼效率較低，且糾錯設備較為復雜。混合糾錯是將以上兩種糾錯方式進行綜合，傳輸設備較為復雜，不作重點說明。
3計算機通信中的數據傳輸控制技術實施要點
3.1傳輸控制軟件的功能模塊松散耦合設計數據傳輸控制服務功能模塊主要包括信道檢測與優選、協議封裝與解析、信息與安全處理等，各模塊之間的選擇和配置可根據數據傳輸具體需求來定。功能模塊松散耦合設計突破了以往設計中存在的功能模塊間相互依賴、邊界不清的緊密耦合限制，增加了各功能模塊的獨立性、可調性，并給予了系統集成人員安裝功能構建的可選擇性，使功能模塊更符合信息傳遞要求，維護人員也能準確發現問題所在，對網絡傳輸控制服務進行有針對性的修復和優化。
3.2傳輸控制軟件的信息傳輸的跨平臺設計跨平臺設計能使程序語言、硬件和軟件設備在不同硬件架構的計算機上或不同的作業系統內實現無障礙運作。信息傳輸的跨平臺設計主要包括信息跨平臺傳輸與軟件跨平臺移植，通過網絡傳輸控制軟件來封裝不同平臺下的驅動機制與通信接口，進而形成統一的接口，以實現對數據傳輸的有效管理。
3.3多協議透明封裝和解析采用多個相對立協議封裝和解析模塊能實現協議封裝和解析功能與業務應用軟件的有效分離，以多協議封裝和解析來使業務軟件應用更為透明，核心處理技術更為簡明。這種多協議透明封裝和解析的實現要以上層信息安全處理軟件為基礎，在交換服務中完成相應格式轉換，實現傳輸協議在傳輸服務層中的封裝和解析。
3.4可靠與實時傳輸相結合不同類型信息在傳輸要求的側重上存在差異，指令類信息傳輸要求可靠性，態勢感知類信息傳輸注重實時性，無線信息傳輸信道的特殊性對數據傳輸質量有較大影響，為保證傳輸的可靠性和實時性，可在無線信道上采用三級緩沖機制，使信息數據依次經過發送緩沖區、等待區與回執等待區，增加人工確認。
4結語
第3篇
由于當前中等職業技術學校計算機教學的方法較為落后，培養人才的目標與方式存在偏差等原因，導致中等職業技術學校畢業生的實際操作能力較差，而當前各行各業對計算機專業人才的要求越來越高，導致中等職業技術學校的學生大多只能承擔一些基礎性的工作而無法擔任技術含量較高的工作。
二、中等職業技術學校計算機教學發展模式的探索
（一）完善計算機專業課程的設置，使其更為科學合理
第一，中等職業技術學校計算機課程的設置應當注意以當前的市場需求為依據，以培養適應企業崗位需求的計算機技術人員為教學目標，促進企業與計算機專業之間的對接。依據當前的市場需求，中等職業技術學校的計算機專業可以將辦公自動化、計算機輔助設計、計算機網絡以及計算機圖形圖像處理等技術的學習作為其主攻方向。第二，計算機課程的設置應當注意理論的適度化，盡量少開編程語言類的計算機課程。中等職業技術學校學生在校學習的時間一般只有兩年左右，為了使學生在較短的時間內獲取更多的實用知識與技術，學校應當注意注重知識的先進性，結合時代的要求，開設新的實用功能較高的專業，取消一些實用價值低的陳舊的課程，對理論知識的學習以少而精為原則，注意其適度性。此外，編程類課程復雜難懂，教學效率較低，應當盡量少開。第三，計算機課程的設置應當注意課程的實用性與課程結構的模塊化。中等職業技術學校在開設計算機專業課程時，應當注意了解企業的最新發展動態，關注計算機專業領域的新技術和新方法，通過校企合作等方式，為學生提供培訓和實習的機會。在課程結構的模塊化方面，計算機教學應當注意加強理論與實踐之間的有機結合，提高學生的操作能力。
（二）加強對計算機專業學生的實踐教育，提高學生的實踐能力
第一，在教學的環節中，應盡可能地為學生提供上機實作的機會。實作教學是計算機教學的重要組成部分，也是決定計算機教學質量的關鍵。教師應當認真選擇實作教學的內容，較多地選取設計性的項目為實作內容，減少驗證性項目的選擇。第二，通過開設技能興趣小組活動的形式來提高學生的計算機實踐能力。學校可以以企業和工作崗位的技能要求為依據開展各種興趣小組活動，讓學生依據自己的興趣愛好以及從業需要進行自主選擇。第三，轉變教學觀念，加強學生的實際操作練習。計算機專業是一門操作性與實用性很強的專業，但是我國當前在教學中普遍存在著重理論而輕實踐的現象。因此，中等職業技術學校在進行計算機教學的過程中，應當注意增加學生練習的時間，增加學校微機室開放的時間，加強學生的實際操作練習。
三、結語
