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基于数值积分代换的电力电子与电力系统电磁暂态联合仿真接口
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作者 刘伟成 赵争鸣 +3 位作者 许涵 曾洋斌 牟迪 袁立强 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第11期4394-4404,I0023,共12页
现有电磁暂态联合仿真系统接口稳定性受限、等效参数难以获取,限制了电力电子与电力系统仿真的稳定性和准确性。文中将电力电子装置与电网系统之间的常见滤波电感和储能电容元件,以数值积分等效方式融入仿真接口,提出一种基于数值积分... 现有电磁暂态联合仿真系统接口稳定性受限、等效参数难以获取,限制了电力电子与电力系统仿真的稳定性和准确性。文中将电力电子装置与电网系统之间的常见滤波电感和储能电容元件,以数值积分等效方式融入仿真接口,提出一种基于数值积分代换的联合仿真电路接口模型;通过对系统的稳定性和误差进行分析,给出联合仿真系统的稳定性判据;对比所提接口与理想变压器等接口的特点与适用性,并通过两个仿真案例验证该方法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 电磁暂态 联合仿真 仿真接口 数值积分代换
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基于任意代数精度的电路微分方程数值积分算法
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作者 杜金鹏 王康 +1 位作者 汪光森 刘著 《电工技术学报》 北大核心 2025年第7期1995-2006,共12页
数值积分是求解电路微分方程的经典方法之一,但传统数值积分形式固定、积分精度不可调节,且精度、计算量与积分的定量关系不明确。针对此问题,该文提出一种基于任意代数精度的显隐式数值积分算法。首先,给出显隐式数值积分的构造方法,... 数值积分是求解电路微分方程的经典方法之一,但传统数值积分形式固定、积分精度不可调节,且精度、计算量与积分的定量关系不明确。针对此问题,该文提出一种基于任意代数精度的显隐式数值积分算法。首先,给出显隐式数值积分的构造方法,以任意代数精度为条件确定积分系数,并分析证明所提积分算法的精度与稳定性;其次,定义单位时间计算量,补充传统数值积分评价指标,并研究单位时间计算量随方程维度、积分精度等因素的变化规律;最后,通过实时仿真验证所提积分算法与指标的有效性。仿真结果表明,与传统高阶积分相比,所提积分算法的准确度可提高33%~72%,计算量可减小9%~42%,单位时间计算量可减小16%~61%,且单位时间计算量能够定量描述精度、计算量与积分的关系,对数值积分的选择具有指导意义。 展开更多
关键词 电路微分方程 数值积分 代数精度 计算量
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基于规则背景网格的数值积分
3
作者 任林娟 周平章 《计算力学学报》 北大核心 2025年第4期615-622,共8页
计算力学中的一类伪材料方法(如浸没边界法、切割单元法、有限胞元法等)通常需要在非贴体的背景网格上进行数值积分,此时被积函数在扩展积分域中会出现强间断,因此像高斯积分这样的传统方法表现不佳.本文列举并对比了两种解决该问题的... 计算力学中的一类伪材料方法(如浸没边界法、切割单元法、有限胞元法等)通常需要在非贴体的背景网格上进行数值积分,此时被积函数在扩展积分域中会出现强间断,因此像高斯积分这样的传统方法表现不佳.本文列举并对比了两种解决该问题的积分方法,其中第二种方法是首次提出的,并且在精度方面表现优异.这两种方法都利用树状数据结构将背景网格细分为子域.第一种方法直接在子域中设置高斯点,而第二种方法先对边界进行重构,再将高斯点分布在重构的积分域内.两个算例均展示出第二种方法(即综合利用细分与边界重构)具有快速且单调的收敛性,因此在大多数情况下更优越,并且通过一个计算力学问题验证了该方法的可靠性.由于本文的方法不要求积分域有解析表达式,故可以广泛应用于工程实际中各种复杂几何体的数值积分求解. 展开更多
关键词 规则背景网格 数值积分 四叉树 边界重构
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累积疲劳损伤的数值积分算法 被引量:1
4
作者 藤瑞品 宋晓琳 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期277-282,共6页
提出了采用高斯-勒让德公式进行数值积分的累积疲劳损伤计算方法,该方法通过对包含当量载荷概率密度函数的不可积被积函数进行数值积分来计算累积疲劳损伤。以16Mn和60Si2Mn两种材料为研究对象,基于正态分布和威布尔分布两种常见的当量... 提出了采用高斯-勒让德公式进行数值积分的累积疲劳损伤计算方法,该方法通过对包含当量载荷概率密度函数的不可积被积函数进行数值积分来计算累积疲劳损伤。以16Mn和60Si2Mn两种材料为研究对象,基于正态分布和威布尔分布两种常见的当量载荷分布形式,采用试验设计法对算法进行了验证,结果表明,采用高斯-勒让德公式进行数值积分的累积疲劳损伤算法是正确和有效的;同时与传统的八级载荷法进行了对比分析,结果表明,在连续或准连续载荷谱作用下,采用八级载荷分级法计算累积疲劳损伤会出现较大的偏差率,并且偏差率不稳定,相比于八级载荷法,高斯数值积分法是一种更优的累积疲劳损伤计算方法,可以极大地提高累积疲劳损伤的计算精度。 展开更多
关键词 累积疲劳损伤 高斯-勒让德公式 数值积分 试验设计 连续载荷 算法
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基于TMR传感器阵列与数值积分的电流测量技术研究 被引量:2
5
作者 范伟欣 李开成 +2 位作者 陈浩 肖贤贵 陈西亚 《电测与仪表》 北大核心 2024年第5期204-211,共8页
为满足智能电网对先进传感技术和复杂电磁环境下高精度电流测量的需求,提出一种基于TMR传感器阵列和Newton-Cotes数值求积算法的电流测量方法。通过建立复杂干扰磁场环境的仿真模型,验证了不同状况下求积算法的准确性;设计了电流传感器... 为满足智能电网对先进传感技术和复杂电磁环境下高精度电流测量的需求,提出一种基于TMR传感器阵列和Newton-Cotes数值求积算法的电流测量方法。通过建立复杂干扰磁场环境的仿真模型,验证了不同状况下求积算法的准确性;设计了电流传感器的系统结构和硬件电路;制作了测量装置样机,搭建了实验平台,并进行了性能测试。结果表明,文中提出的方案具有较高的测量精度和抗外磁场干扰能力,在无聚磁环的情况下,0~16 A电流测量范围内最大相对误差分别为直流0.31%和工频交流1.00%,在电流导线位置和传感器姿态发生变化时仍能保持较高精度。 展开更多
关键词 电流测量 隧道磁阻效应 传感器阵列 数值积分
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基于数值积分方法的铣削稳定性预测研究
6
作者 章启阳 刘赣华 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第11期118-125,共8页
针对立式加工中心铣削颤振现象,用数值积分方法预测铣削加工过程中的稳定性。首先用时滞微分方程表示受颤振影响的单、双自由度铣削动力学模型,对时滞周期进行离散;然后用数值积分方法求解时滞微分方程,依据Floquet判定铣削加工稳定性,... 针对立式加工中心铣削颤振现象,用数值积分方法预测铣削加工过程中的稳定性。首先用时滞微分方程表示受颤振影响的单、双自由度铣削动力学模型,对时滞周期进行离散;然后用数值积分方法求解时滞微分方程,依据Floquet判定铣削加工稳定性,获得稳定性叶瓣图;最后为验证数值积分方法求解的正确性,进行参数识别试验获取铣削力系数和模态参数,从求解得到的叶瓣图中选取加工参数进行试验验证。数值仿真结果表明,数值积分方法的计算效率和计算精度优于1st-SDM方法和1st-FDM方法。试验结果表明,数值积分方法的求解结果与试验结果相符,可以指导铣削工艺参数的选取,确保铣削加工稳定。 展开更多
关键词 铣削加工 铣削颤振 数值积分方法 稳定性叶瓣图 FLOQUET理论
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基于数值积分法的无源效率刻度方案研究
7
作者 熊超 袁新宇 +1 位作者 王欣 吴和喜 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第1期146-152,共7页
无源效率刻度技术一直是核分析领域研究的热点,但现行无源效率刻度技术需依据指定探测器进行订制。基于伽马射线指数衰减规律推导了圆柱体探测器周边任意位置点源探测效率的数值积分公式。依据探测器与待测物几何结构的轴对称性和伽马... 无源效率刻度技术一直是核分析领域研究的热点,但现行无源效率刻度技术需依据指定探测器进行订制。基于伽马射线指数衰减规律推导了圆柱体探测器周边任意位置点源探测效率的数值积分公式。依据探测器与待测物几何结构的轴对称性和伽马场叠加原理,构建了实验室常用几何结构体源的探测效率计算方案。在笔记本电脑(CPU:i5-8250U@1.60 GHz;RAM:8.0 GB)上应用上述方法计算HPGe圆柱体探测器对马林杯水体和NaI圆柱体探测器对圆柱体土壤内多种能量特征伽马射线的探测效率,发现探测效率计算值与实验值之间相对偏差为-4.9%~3.9%,且计算时长最大为35.78秒,证实本方法能准确、快速地实现圆柱体探测器的无源效率刻度。且本文推荐方法在探测器尺寸变化的情况下仅需修改相应参数,具有很强的通用性。 展开更多
关键词 无源效率刻度 圆柱体探测器 数值积分
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基于数值积分的无源效率算法的研究
8
作者 唐晓 赵崑 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第2期239-244,共6页
无源效率算法是在蒙特卡罗算法基础上发展出来的探测器效率刻度方法,是一种相对有源效率刻度方法,具有安全方便的优势。基于蒙特卡罗方法计算高纯锗探测器的探测效率需要跟踪光子全寿命,计算效率低下,耗时长。针对上述问题,本文研究并... 无源效率算法是在蒙特卡罗算法基础上发展出来的探测器效率刻度方法,是一种相对有源效率刻度方法,具有安全方便的优势。基于蒙特卡罗方法计算高纯锗探测器的探测效率需要跟踪光子全寿命,计算效率低下,耗时长。针对上述问题,本文研究并测试了一种新型的无源效率算法,通过对探测器效率的空间分布进行数值积分,在保证效率刻度偏差绝对值相对于直接模拟的结果不高于10%的基础上,将单次效率刻度运算时间从直接模拟的180 s降低至10 s以内,实现高纯锗探测器刻度效率的提高。 展开更多
关键词 无源效率刻度 高纯锗探测器 数值积分
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数字化电能计量中数值积分算法的误差分析 被引量:15
9
作者 潘峰 孙卫明 +3 位作者 赵伟 陈锐民 肖勇 徐雁 《电测与仪表》 北大核心 2012年第6期23-28,共6页
数字化变电站目前在国内发展迅猛,基于对数字化变电站关键设备——电子式互感器的研究,本文分析了最常用的数值积分算法测量电压、电流及有功功率产生误差的原因,给出了截断误差、舍入误差及同步误差的计算公式。文章结合数字化计量中... 数字化变电站目前在国内发展迅猛,基于对数字化变电站关键设备——电子式互感器的研究,本文分析了最常用的数值积分算法测量电压、电流及有功功率产生误差的原因,给出了截断误差、舍入误差及同步误差的计算公式。文章结合数字化计量中电子式互感器典型的非同步采样进行了仿真,理论分析和仿真结果表明:数值积分算法只有在一定条件下,才能满足电力计量的要求。 展开更多
关键词 数值积分算法 截断误差 舍入误差 同步误差
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电力系统全过程动态仿真的组合数值积分算法研究 被引量:37
10
作者 宋新立 汤涌 +3 位作者 刘文焯 仲悟之 吴国旸 刘涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第28期23-29,共7页
全过程动态仿真是将电力系统机电暂态和中长期动态过程有机地统一起来的一种数字仿真。仿真模型中的时间常数差别很大,是典型的刚性非线性系统。数值积分算法是全过程动态仿真的核心。分析非线性刚性系统求解的特点和电力系统动态仿真... 全过程动态仿真是将电力系统机电暂态和中长期动态过程有机地统一起来的一种数字仿真。仿真模型中的时间常数差别很大,是典型的刚性非线性系统。数值积分算法是全过程动态仿真的核心。分析非线性刚性系统求解的特点和电力系统动态仿真中现有数值积分算法存在的主要问题,提出一种新的适合全过程动态仿真的组合数值积分算法。该算法有机地结合了固定步长隐式梯形积分法和变步长吉尔(Gear)法的优点,克服现有变步长吉尔法在机电暂态过程中计算效率低下和间断处理复杂的问题。算例仿真与分析的结果表明了新算法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 全过程动态仿真 机电暂态 中长期动态 刚性系统 数值积分算法 间断处理
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基于权重数值积分的电力电子开关仿真插值算法 被引量:25
11
作者 黄宇鹏 汪可友 李国杰 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期150-155,共6页
随着电力电子技术在电力系统中的广泛应用,电力电子开关引起的高频次系统拓扑突变对电磁暂态仿真提出了新挑战,为此,提出了一种电力电子开关仿真插值算法。在全局隐式梯形积分法条件下,该算法在开关动作点通过线性插值计算系统变量,并... 随着电力电子技术在电力系统中的广泛应用,电力电子开关引起的高频次系统拓扑突变对电磁暂态仿真提出了新挑战,为此,提出了一种电力电子开关仿真插值算法。在全局隐式梯形积分法条件下,该算法在开关动作点通过线性插值计算系统变量,并利用后向欧拉法对系统进行重新初始化,而后根据插值点在当步仿真步长的位置,利用权重法数值积分,灵活改变积分步长,快速积分至仿真整步时间点,对仿真进行再同步。在开关动作过程中,算法仅通过一次插值对仿真进行重新初始化,并在再同步过程中保持节点导纳矩阵不变,且能有效抑制数值振荡。算法在保证精度的前提下,降低了计算负担,提高了计算速度,并考虑了多重开关问题。最后通过算例验证了算法的适应性和有效性。 展开更多
关键词 电磁暂态 权重数值积分 重新初始化 重新同步化 多重开关
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三角基函数神经网络算法在数值积分中的应用研究 被引量:21
12
作者 王小华 何怡刚 曾喆昭 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期394-399,共6页
该文提出了一种基于三角基函数神经网络算法求解数值积分的新方法,提出并证明了神经网 络算法的收敛定理和数值积分的求解定理及推论。最后给出了数值积分算例,并与传统计算方法作了比较分 析.分析结果表明,该文提出的数值积分方法计算... 该文提出了一种基于三角基函数神经网络算法求解数值积分的新方法,提出并证明了神经网 络算法的收敛定理和数值积分的求解定理及推论。最后给出了数值积分算例,并与传统计算方法作了比较分 析.分析结果表明,该文提出的数值积分方法计算精度高,适应性强,而且不需要知道被积函数,因此该数 值积分算法在电子学等工程实际中有较大的应用价值。 展开更多
关键词 三角基函数 神经网络 数值积分 收敛定理
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利用二阶导数构造的数值积分公式 被引量:5
13
作者 陈亚婷 冀德刚 +1 位作者 贾鹂 张雅静 《河北大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2014年第4期347-350,356,共5页
为解决积分的近似计算问题,利用二阶导数,构造了利用3个节点满足6个条件的一种数值积分公式,验证了该公式具有7次代数精度,并给出了其复合公式和加速公式,对于每个公式也进行了余项研究和误差分析.最后通过几个典型的例子验证公式的有效性.
关键词 数值积分公式 代数精度 复合公式
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基于Matlab-GUI的数值积分界面设计 被引量:16
14
作者 张建斌 赵静 许晓晴 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第1期127-131,共5页
为了解决原函数完全未知、原函数已知但其形式复杂、原函数已知且存在解析解3种情况下的复杂积分计算问题,提出了关于数值积分界面的设计。将Matiab中可开发的GUI工具结合数值积分计算中的典型算法构造开放式的用户界面,设计出数值积分... 为了解决原函数完全未知、原函数已知但其形式复杂、原函数已知且存在解析解3种情况下的复杂积分计算问题,提出了关于数值积分界面的设计。将Matiab中可开发的GUI工具结合数值积分计算中的典型算法构造开放式的用户界面,设计出数值积分求解器并实现数值积分可视化功能;同时通过采用自定义方式设置积分区间等分数的思路,提高了梯形、辛普森、复合梯形、高斯-勒让德数和自适应5种积分方法的计算精度。最后,用所设计的数值积分GUI界面对3种类型复杂积分函数进行验证和求解,结果表明,该设计能在同一界面同时实现用5种积分方法按用户任意设定的精度进行积分求解并能将计算结果可视化,因此该界面具有适应性强、使用方便、界面友好、操作简洁的优点。 展开更多
关键词 数值积分 图形用户界面 MATLAB 积分求解器 可视化
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数值积分过程中截断误差和舍入误差的分离方法及其效果检验 被引量:6
15
作者 王鹏飞 黄荣辉 李建平 《大气科学》 CSCD 北大核心 2011年第3期403-410,共8页
本文讨论数值积分过程中截断误差和舍入误差的分离方法和理论,解析地给出某些数值计算方法的理论截断误差,并以此来分离计算结果中的误差。然后引入参考解的办法,用来分离更为一般的微分方程求解过程中的截断误差和舍入误差。以参考解... 本文讨论数值积分过程中截断误差和舍入误差的分离方法和理论,解析地给出某些数值计算方法的理论截断误差,并以此来分离计算结果中的误差。然后引入参考解的办法,用来分离更为一般的微分方程求解过程中的截断误差和舍入误差。以参考解算法为基础,对一个偏微分方程的数值解进行计算,所得结果与采用理论截断误差得到的结果进行了对比,发现:(1)当使用迎风差和中央差格式时,理论截断误差和近似截断误差在数值上高度一致,说明了参考解方法的正确性;(2)对于一阶的波动方程,迎风差和中央差格式的理论截断误差在形式上也具有波动的周期特征,振幅的大小与计算参数有关;(3)理论截断误差可以适用于任意t时刻,而近似截断误差的适用时间范围为一个有限的时间段,不过它可以很容易的获取一般微分方程的截断误差,而不需要复杂的理论推导。 展开更多
关键词 数值积分 截断误差 舍入误差 参考解
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二重数值积分公式的构造 被引量:4
16
作者 陈亚婷 郝粉霞 +1 位作者 张雅静 王会英 《河北大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第2期118-121,共4页
为解决二重积分的近似计算问题,利用一个高精度的数值积分公式,推广到二重积分,并对该公式进行了余项研究和误差分析,最后通过几个典型的例子验证公式的有效性.
关键词 数值积分公式 二重积分 高精度
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一类振荡函数的数值积分方法 被引量:13
17
作者 熊华 杨国孝 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 1999年第3期280-284,共5页
目的研究型如∫π-πf(x)sin(ωx)dx(ω为正整数)的振荡函数的数值积分问题.方法用Peano核和Taylor公式.结果给出了这种类型数值积分的两个计算公式和误差估计.结论数值计算表明,该计算公式与常用的Lo... 目的研究型如∫π-πf(x)sin(ωx)dx(ω为正整数)的振荡函数的数值积分问题.方法用Peano核和Taylor公式.结果给出了这种类型数值积分的两个计算公式和误差估计.结论数值计算表明,该计算公式与常用的Lobato法和Filon法相比具有计算量小和求积精度高的特点. 展开更多
关键词 振荡函数 数值积分 Peano核 TAYLOR公式
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基于进化策略方法求任意函数的数值积分 被引量:22
18
作者 周永权 张明 赵斌 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期196-206,共11页
提出了两种基于进化策略求任意函数数值积分的新方法,其中方法一是基于混合基函数进化策略的数值积分算法;方法二是基于不等距点分割的进化策略数值积分算法.两种算法都采用适用于高维优化问题的单基因突变进化策略,使得该算法不但能计... 提出了两种基于进化策略求任意函数数值积分的新方法,其中方法一是基于混合基函数进化策略的数值积分算法;方法二是基于不等距点分割的进化策略数值积分算法.两种算法都采用适用于高维优化问题的单基因突变进化策略,使得该算法不但能计算通常意义下任意函数的定积分,而且能计算奇异函数积分和振荡函数积分.最后给出几个数值积分算例,并与传统数值积分方法作了比较,仿真结果分析表明,两种算法十分有效,能够快速有效地获得任意函数的数值积分值. 展开更多
关键词 混合基函数 不等距点分割 适应度 进化策略 单基因突变 数值积分
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用Melnikov函数的数值积分法估计混沌阈值 被引量:11
19
作者 李亚峻 李月 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 2004年第12期2692-2695,共4页
用Melnikov方法对含高阶非线性项的微分方程进行研究。由于很难得到Melnikov函数的解析表达式,故采用数值积分法求解,从而得到可能出现混沌的阈值曲线。并由给定参数计算出相应的混沌阈值,数值仿真结果与Melnikov函数的数值解是一致的。
关键词 MELNIKOV函数 数值积分 SIMPSON公式 混沌
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三维非恒定渗流自由面边界积分项的高精度数值积分 被引量:5
20
作者 郑桂兰 王媛 裴利华 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期123-128,共6页
在三维非恒定渗流有限元计算中,不可避免地需计算自由面上的边界积分项。建议一种高精度数值积分的方法求取自由面边界积分项。其基本思路是,基于8节点空间等参单元,根据压力为零的边界条件确定自由面满足的曲面方程,将自由面边界积分... 在三维非恒定渗流有限元计算中,不可避免地需计算自由面上的边界积分项。建议一种高精度数值积分的方法求取自由面边界积分项。其基本思路是,基于8节点空间等参单元,根据压力为零的边界条件确定自由面满足的曲面方程,将自由面边界积分转化为ξη平面上的二重积分;然后再计算自由面与三维等参单元的交点,将交点投影到局部坐标平面ξη上,并根据点与线的相对关系,确定投影点所围成的局部坐标积分区域;再将总积分区域划分成若干个三角形子区域,并利用变步长Simpson方法计算各三角形子区域上的二重积分,从而实现了高精度的自由面边界积分。该方法避免了单元中自由面为平面的假设,可提高计算精度,特别对于单元内自由面变化剧烈情况,更为显著。将该方法应用于砂槽模型和土坝的渗流分析中,计算结果与实际情况较为接近。 展开更多
关键词 非恒定渗流 自由面 数值积分
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