数值计算论文范文
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第1篇
1底流消能雾化的数学模型[1]
洪水在下泄和消能过程中，由于水流与空气边界的相互作用，使得水流自由面失稳和水流紊动加剧[2]，进而部分水体以微小水滴的形式进入空气中，产生某种形式的雾源。雾源在自然风和水舌风的综合作用下，向下游扩散，使水雾分布在下游的一定空间中。之后，水雾经自动转换过程和碰并过程转变为雨滴，以及水雾和水汽之间发生雾滴的蒸发或凝结过程。如图1所示，因雨滴数较雾滴少得多，故在本数学模型中不考虑雨滴的蒸发过程和水汽凝结为雨滴的过程，在图1中用带虚线箭头来表示。
1.1水雾雾源量的计算根据雾源产生的机理不同，底流消能雾化的雾源可分为二个；第一是溢流坝面自掺气而产生雾源；第二是水跃区强迫掺气而产生雾源。理论分析[3]和原型观测[4]都表明，后者为主要雾源，故在本数学模型中仅考虑第二雾源，而不计第一雾源对下游的影响。如图2所示，高速水流流经水跃区发生强迫掺气，其中跃首处旋涡最强，可以认为掺气点发生在此处，从而形成水气两相流。被旋涡挟持进水中的空气形成气泡，气泡在水中随着旋涡运动，有的气泡脱离自由面的束缚以水滴、水雾的形式跃出水面，从而形成雾源[5]。根据底流消能[6]的雾化机理，得到下式：
式中：ql为单位长度线源的水雾雾源量，kg/(s·m)；ρ为水的密度；Lj为水跃的长度，Lj=10.8hc(Fr1-1)0.93，hc为跃首处的水深；vc为跃首处的流速；q为单宽流量，m2/s·m；u′2为跃首处的脉动速度均方根；uw为自然风和水舌风的合成风速。
选取ρ、Lj、vc为基本物理量，令qe=ρLjvc，利用量纲分析方法式(2)可得：
根据湾塘水电站雾化原型观测的数据[4}，应用逐步回归分析方法[7]，试建立式(3)的回归模型：以ql/qe为因变量，以Fr1、Nt1和uw/vc作为可能的自变量，计算表明，在显著性水平为0.05，Fr1、Nt1和uw／vc这三个量对因变量ql／qe的影响都不显著；以ql为因变量，以qe作为可能的自变量，在显著性水平为0.05，qe对因变量ql的影响显著。故对ql和qe作线性回归，求得：
1.2水雾扩散的数学模型
1.2.1基本假设(1)水雾雾源位于跃首的上方，且为连续线源；(2)水雾扩散满足高斯扩散模式，扩散参数采用布鲁克海汶扩散(BNL)参数系统，时空为小尺度模式；(3)水雾在峡谷内扩散，水雾在下垫面发生沉降和反射；(4)地形采用VALLEY(山谷)修正模式。
1.2.2风向与线源垂直时水雾的扩散[8]图4是一个高架连续线源扩散的示意图，坐标系oxyz的y轴与坝轴线平行，x轴为水流方向，z轴为垂直向上，点o位于跃首上方，且高程等于下游水位。设P为下游空间的任意一点，其坐标分别为x、y、z，其水雾的浓度为：
式中：σy为水雾在y方向的浓度分布方差；σz为水雾在z方向的浓度分布方差；h为水雾线源的高度，h=(05～1)(h″c-hc)，h″c为hc的共轭水深。y1为水雾线源起点y坐标；y2为水雾线源终点y坐标；φ为下垫面的反射系数。
考虑到峡谷内盛行山谷风，并且其风向变化不大。故扩散参数选用布鲁克海纹扩散(BNL)参数系统(阵风度等级为D)：
1.2.3风向与线源成任意角时水雾的扩散在坐标系oxyz中，假定自然风速为uw1，其风向与x轴正向成β1角；水舌风速为vjw，其风向沿x轴的正向，则自然风速和水舌风速的合成速度为uw，其风向与x轴正向成β2角，规定：从x轴的正向开始，绕点o逆时针转动时，角β为正值；反之，角β为负值，如图5所示。建立风坐标系ox1y1z，使x1轴与uw平行，坐标系oxyz、ox1y1z的z轴相重合。将线源在y1轴上投影，分别得到虚拟线源在y1轴上的起点和终点坐标：y01=y1cosβ2；y02=y2cosβ2。这样，合成风速uw与线源成任意角的情况就转化为合成风速uw垂直流过虚拟线源的情况。参照式(8)，得到下游任意一点的水雾浓度分布：
1.2.4地形的修正模式因峡谷内盛行山谷风，并且其风向变化不大，故雾流扩散属于中性或弱不稳定的情形。选取美国国家环保局(EPA)的VALLEY(山谷)模式，地形的修正模式主要体现在修正雾源的排放高度上。在中性或不稳定的情况下，假定雾流中心平行于地面，始终保持其初始的高度。
1.3雾滴、雨滴和水汽之间的相互转换过程
1.3.1雾雨自动转换过程雾雨自动转换过程就是雾滴之间相互结合形成雨滴胚胎的过程，它是雾中出现雨滴的起始过程。Kessler(1969)给出了云雨自动转换率的关系式，它也适用于雾雨自动转换过程。
式中：Erc为雨滴对雾滴的碰并效率，qc为单位质量空气中水雾的质量(kg/(空气kg))，qr为单位质量空气中雨滴的质量(kg/(空气kg))。
1.3.3雾滴的凝结和蒸发过程[9]根据平衡法，来计算雾滴的凝结和蒸发。即在过饱和空气中发生凝结，减少了空气中的水汽量，直到空气达到饱和为止；在不过饱和空气中雾滴发生蒸发，增加了空气中的水汽量，直到空气达到饱和或雾滴蒸发完毕为止。
假定未发生泄流时，空气的温度和水汽比湿分别为T1和q1，若凝结量等于x时空气达到饱和，此时，空气的温度和水汽比湿分别达到T和q，存在以下关系式：
x>0，表示在过饱和空气中，空气发生凝结，x为空气达到饱和的所凝结的水汽量；x<0，表示在不饱和空气中，空气发生蒸发，|x|为空气达到饱和的所蒸发的水汽量。当qc<|x|时，蒸发量就等于qc，即雾滴全部蒸发完，空气尚处于未饱和状态。所以凝结量为：
2.1湾塘水电站雾化原型观测工况观测工况情况见表1。
2.2湾塘水电站气象条件湾塘水电站未泄流的气象条件，如表2所示。表中风向：0°和360°表示正北；90°表示正东；180°表示正南；270°表示正西。
2.3湾塘水电站泄流雾化数学模型计算结果
2.3.1泄流雾化的雾源量由湾塘水电站雾化原型观测工况表1和气象条件表2等，根据式(4)计算得到湾塘水电站泄流雾化的雾源量，如表3所示。
2.3.2计算结果的等值线图从图6～9可见，水雾浓度、相对湿度、温度和降雨强度等值线大部分在消力池的范围内。在消力池中心线截面上，各点的温度和相对湿度等值线如图10和图11，温度和相对湿度的高值集中在局部的范围内。
2.4湾塘水电站雾化参数的计算值和原观值
2.4.1断面2中点雨强的计算值与原观值在断面2(桩号为0+56.05)上，取y=0与高程分别等于394m和395m的两点，它们的雨强计算值与原观值见表4，对应的分布图如图12所示。可以看到：雨强的原观值和计算值都随跃首单宽流量的增大而增大，并且两者基本一致。
2.4.2断面2空气含水量计算值和原观值的对比湾塘水电站泄流时，断面2空气含水量的计算值和原观值见图13～17，可见，除图16外，其他工况的空气含水量计算值和原观值基本一致。
第2篇
1.1计算机通信技术的定义计算机通信技术是将现代计算机技术与通信技术进行有机融合，来实现信息资源在计算机同终端设备间或者计算机同计算机间以数据形式进行传递的一种现代化通信手段。随着科技的飞速发展，社会的不断进步，计算机通信技术在人们的学习、工作与社会生活中应用得越发广泛，如今正以其对庞杂信息处理、传递和利用的便捷与高效受到更多人的青睐，在办公自动化系统、军队指挥自动化系统、信息处理系统等领域发挥着越来越重要的作用。
1.2计算机通信技术的原理计算机通信技术应用的基本原理是通过使用计算机语言二进制数中的0和1来表示高压电平的转换方式，把电信号初步转换成逻辑信号，再把所有的信息用具差异性的二进制序列予以表示，即用二进制数中0和1的比特流电压来表示信息数据，产生的脉冲电流通过通讯设备来完成数据的传输，达到通信功能。
2计算机通信中的传输控制技术研究
2.1数据传输技术MAC（介质访问控制子层协议）处于OSI七层协议数据链路层下半部分，主要负责连接与控制物理层中的物理介质。进行数据发送时，该协议可预判发送数据可能性，若能发送则在数据上附加部分控制信息，最终将数据和控制信息按照规定方式发送至物理层；进行数据接收时，协议在判断输入信息内容未发生传输错误的前提下，将原先附加的控制信息去掉，将数据发送至LLC层。MAC在传统有线局域网与当前无线局域网中均得到广泛应用，MAC层中，数据传输技术分为包含总线争用技术与令牌控制技术的主导技术和其他辅助技术，辅助技术须得配合主导技术一同使用。以下主要针对数据传输技术的代表性主导技术进行简要介绍。（1）CSMA技术。作为一种总线争用技术，CSMA（载波侦听多路访问）利用分散式的控制方法来使附接总线附近的各节点以竞争方式来获取总线使用权，任意节点无特定发送时间，节点向总线发送数据具随机性，通过侦听检测媒体空闲状态来决定是否发送数据，若总线处于忙碌状态则需延迟发送时间。该技术的优点是技术易实现、响应较及时，缺点在于数据发送效率不稳定，网络负载一旦增大，发送时间就会增长。（2）集中式轮询技术。轮询技术是实现集中式数据控制的主要方法，分为传递轮询与轮叫轮询，前者主机通过向某子站发送轮询信息来检测该子站是否无数据传输或完成数据传输，再向其临站发送轮询，以此方式依次处理所有站点，控制最终回到主机；后者主机则是按照顺序逐个询问各子站是否存在数据。（3）分散式令牌技术。实现分散式控制的方法主要是令牌技术，作为最典型的令牌技术，令牌环网的基本原理是网上各主机地位平等，只有获得令牌的主机才能发送数据。
2.2差错控制技术（1）ARQ方式。数据接收端一旦检测出差错，就会设法通知发送端对码字进行重发，直至接收到正确的码字为止。ARQ方式中使用检错码，只可检测出数据在传输过程中发生的差错，依靠双向通道把差错信息反馈给发送端，并且要求发送端设有数据缓冲区来储存已发送数据，以便对出错数据进行重发。（2）FEC方式。与ARQ方式相比，FEC方式中数据接收端不但可以检测出差错，还能对二进制码元中发生错误的位置进行判断，从而对差错加以自动、及时的纠正。该方式中使用的是纠错码，无需反向通道来传输请示重发的信息，发送端也无需设置数据缓冲区来储存原始数据，但与ARQ相比，其编码效率较低，且纠错设备较为复杂。混合纠错是将以上两种纠错方式进行综合，传输设备较为复杂，不作重点说明。
3计算机通信中的数据传输控制技术实施要点
3.1传输控制软件的功能模块松散耦合设计数据传输控制服务功能模块主要包括信道检测与优选、协议封装与解析、信息与安全处理等，各模块之间的选择和配置可根据数据传输具体需求来定。功能模块松散耦合设计突破了以往设计中存在的功能模块间相互依赖、边界不清的紧密耦合限制，增加了各功能模块的独立性、可调性，并给予了系统集成人员安装功能构建的可选择性，使功能模块更符合信息传递要求，维护人员也能准确发现问题所在，对网络传输控制服务进行有针对性的修复和优化。
3.2传输控制软件的信息传输的跨平台设计跨平台设计能使程序语言、硬件和软件设备在不同硬件架构的计算机上或不同的作业系统内实现无障碍运作。信息传输的跨平台设计主要包括信息跨平台传输与软件跨平台移植，通过网络传输控制软件来封装不同平台下的驱动机制与通信接口，进而形成统一的接口，以实现对数据传输的有效管理。
3.3多协议透明封装和解析采用多个相对立协议封装和解析模块能实现协议封装和解析功能与业务应用软件的有效分离，以多协议封装和解析来使业务软件应用更为透明，核心处理技术更为简明。这种多协议透明封装和解析的实现要以上层信息安全处理软件为基础，在交换服务中完成相应格式转换，实现传输协议在传输服务层中的封装和解析。
3.4可靠与实时传输相结合不同类型信息在传输要求的侧重上存在差异，指令类信息传输要求可靠性，态势感知类信息传输注重实时性，无线信息传输信道的特殊性对数据传输质量有较大影响，为保证传输的可靠性和实时性，可在无线信道上采用三级缓冲机制，使信息数据依次经过发送缓冲区、等待区与回执等待区，增加人工确认。
4结语
第3篇
由于当前中等职业技术学校计算机教学的方法较为落后，培养人才的目标与方式存在偏差等原因，导致中等职业技术学校毕业生的实际操作能力较差，而当前各行各业对计算机专业人才的要求越来越高，导致中等职业技术学校的学生大多只能承担一些基础性的工作而无法担任技术含量较高的工作。
二、中等职业技术学校计算机教学发展模式的探索
（一）完善计算机专业课程的设置，使其更为科学合理
第一，中等职业技术学校计算机课程的设置应当注意以当前的市场需求为依据，以培养适应企业岗位需求的计算机技术人员为教学目标，促进企业与计算机专业之间的对接。依据当前的市场需求，中等职业技术学校的计算机专业可以将办公自动化、计算机辅助设计、计算机网络以及计算机图形图像处理等技术的学习作为其主攻方向。第二，计算机课程的设置应当注意理论的适度化，尽量少开编程语言类的计算机课程。中等职业技术学校学生在校学习的时间一般只有两年左右，为了使学生在较短的时间内获取更多的实用知识与技术，学校应当注意注重知识的先进性，结合时代的要求，开设新的实用功能较高的专业，取消一些实用价值低的陈旧的课程，对理论知识的学习以少而精为原则，注意其适度性。此外，编程类课程复杂难懂，教学效率较低，应当尽量少开。第三，计算机课程的设置应当注意课程的实用性与课程结构的模块化。中等职业技术学校在开设计算机专业课程时，应当注意了解企业的最新发展动态，关注计算机专业领域的新技术和新方法，通过校企合作等方式，为学生提供培训和实习的机会。在课程结构的模块化方面，计算机教学应当注意加强理论与实践之间的有机结合，提高学生的操作能力。
（二）加强对计算机专业学生的实践教育，提高学生的实践能力
第一，在教学的环节中，应尽可能地为学生提供上机实作的机会。实作教学是计算机教学的重要组成部分，也是决定计算机教学质量的关键。教师应当认真选择实作教学的内容，较多地选取设计性的项目为实作内容，减少验证性项目的选择。第二，通过开设技能兴趣小组活动的形式来提高学生的计算机实践能力。学校可以以企业和工作岗位的技能要求为依据开展各种兴趣小组活动，让学生依据自己的兴趣爱好以及从业需要进行自主选择。第三，转变教学观念，加强学生的实际操作练习。计算机专业是一门操作性与实用性很强的专业，但是我国当前在教学中普遍存在着重理论而轻实践的现象。因此，中等职业技术学校在进行计算机教学的过程中，应当注意增加学生练习的时间，增加学校微机室开放的时间，加强学生的实际操作练习。
三、结语
