中小学生模拟法堂

A. 模拟法（物理模拟）

（一）模型的相似基础

1.相似模型

（1）理论基础

模拟法（物理模拟）是用相似模型再现渗流场（原型）渗流动态和过程的试验方法。模拟的相似基础是以模型与原型的数学方程相同与定解条件相似为基础。描述渗流场中任一点的渗流服从达西定律

V=-KgradH （7-1）

式中：K为含水层的渗透系数，它反映该点的渗流速度V与水头梯度gradH成正比。

这种数学形式同样可以反映下列物理现象的变化规律：

1）黏性流体在窄缝槽或阻力管网络中流动的层流定律：这时，V为流场中任一点平均流速，K为透水系数，gradH为压力梯度（水力坡度）。

2）电流在导电介质中传导的欧姆定律：这时，V为电场中某点的电流强度，K为导电系数，gradH为电位梯度。

3）热流在导热介质中传输的傅立叶定律：这时，V为温度场中任一点的热流通；K为导热系数；gradH为温度梯度。

4）应力场中薄膜横向变形与剪力关系也可用上式表示。

这种相同的数学形式表明，渗流和这些物理量都遵守同样的规律。若能给出相似的定解条件，则它们应有相似的解。因此，利用这些模型的相似解，可以模拟多孔介质中渗流定律。

（2）相似模型的优点

1）可将渗流域的几何尺寸缩小，便于整体上把握渗流的分布特征；

2）加快渗流的演变速度，将几年甚至几十年的渗流过程在模拟的模型中用几分钟甚至几秒钟就可完成；

3）模型制备简单，便于调控与测量，也可改变某些变数量和参数的数量级，以提高测量精度。

2.相似条件

利用模型再现渗流区（原型）动态和过程的依据是：原型与模型这两个系统中的物理现象具有相近的数学模型（微分方程形式相同，定解条件相似）。

（1）微分方程形式相同

在原型中，渗流场内任一点的水头微分方程为：

地下水动力学

各种模型中物理量描述的微分方程与式（7-2）有相似的形式。

例如，在电模拟模型中，电流在导电介质中传导时，电位的分布方程与式（7-2）的形式相同。这时的参数μ_s和K分别为电容和导电系数，gradH为电位梯度，t为时间。

（2）定解条件相似

1）几何相似：两种模型对应点的坐标或对应长度应固定比值，即长度、面积、体积比值为固定值。

地下水动力学

式中：x_m，y_m，z_m，l_m分别为研究点在模型上的坐标及距原点的距离；x，y，z，l分别为研究点在渗流场中的坐标及距原点的距离；a_l为模型与原型的长度比值；a_F为模型与原型的面积比值，a_V为模型与原型的体积比值。

2）时间相似：原型与模型可同步进行，但大多数要求模型过程要加快，所以要求时间固定比值，即

的值不变。由几何相似和时间相似的关系知道，在模型中必然保持速度相似，即

。但在变形模型中，因a_l具有方向性，所以a_u具方向性，即

地下水动力学

3）参数相似：其物理参数保持线性关系，如渗透系数的比例值为：

。

4）初值相似：对应物理量的初值应保持固定比值。

5）边值相似：对应物理量及其导数在边界上分布的边值应保持固定比；当边值随时间变化时，要求保持边值的时间相似。

原型与模型相似的充分和必要条件是：微分方程形式相同及对应的物理量应保持固定比值，这也是建立模型及模拟渗流规律的相似基础。

3.相似比例

物理量间固定比值的确定是设计模型的准则，是模型成败的关键，也是将模拟的结果转变为物理量的依据。确定相似比例的常用方法有两种：

1）量纲分析法：仅知道系统的主要变量及参数，但不知道微分方程时采用。

2）方程分析法：既知道主要参数又知道微分方程时采用。

现以均质各向同性介质中非稳定流问题为例说明方程分析法。

已知原型的方程为：

地下水动力学

砂槽模型中非稳定流方程为：

地下水动力学

取比值：

地下水动力学

将比值代入原型：

地下水动力学

若下式成立：

地下水动力学

则式（7-6）与式（7-4）形式相同，可直接求各项比例值。

在确定相似比值时可任选3个，其余的可用式（7-7）求出。

（二）砂槽（渗流槽）模拟

1.渗流槽的结构

图7-1 渗流槽结构图

（据李俊亭等，1987）

（a）纵剖面图；（b）纵后视图；（c）横剖面图

1—槽首；2—槽身；3—槽尾；4—水源；5，6—各为槽首、槽尾溢水设备；7—进水截门；8—量筒

渗流槽的结构如图7-1所示。渗流槽由槽首、槽身和槽尾3部分组成。为了控制上、下游的水位，槽首和槽尾均有溢水设备。槽身侧面安装有机玻璃便于观测，另一侧面安装测压管。实验时，水由槽首（上游）供给，经槽身（模型）再由槽尾流出。模型流量用槽尾安装的量计或用体积法测定。根据渗流场含水介质的不同，渗流槽可设计成不同的形状。对于平面渗流问题，可采用矩形槽，而径向流则采用扇形或圆形渗流槽。

2.模拟试验的基本原理

其几何相似、运动相似、动力相似等所涉及长度比例（

）、面积比例（a_F=

）及渗透系数比例（

），见前述。

3.渗流模拟的优缺点及成果应用

渗流模拟的优点在于能直接观测流体在模型中的运动状态，直观且计算简单，如用式（7-8）可计算渗流场的流量。缺点是模型制作较为复杂、笨重且某些运动要素的测量比较困难。

渗流量计算式为：

地下水动力学

式中：Q为用模型求的渗流量（m/h）；a_K为渗透系数比例值（³

）；a_l为长度比例系数（

）；Q_m为模型流量（m³/h）。

（三）电模拟（连续介质电模拟）

1.模拟设计简述

连续介质电模拟模型所采用的导电介质有固体、液体及胶体三大类。通常采用的导电材料有自来水、硫酸铜溶液、氯化钠溶液、导电纸及动物胶等。模拟模型边界材料的选择除考虑边界性质的要求外，还应考虑模型本身的材料性质。如导电介质采用导电纸，当为隔水边界时，就直接利用空气（将导电纸剪成所需的模型样式即可），而已知水头边界可采用金属箔条。

在导电介质和边界材料选定后，认真对被模拟水文地质实体进行概化，既要充分反应渗流区的水文地质条件，也要使模型尽可能简单。例如，水工建筑坝下渗透平面渗流问题：

1）坝体修建在有限厚度透水岩层上时，模型的长度（L）可采用下式截取：

L=L_b+（3～4）M

式中：L为模型截取长度；L_b为建筑物地下轮廓的水平投影长度；M为有限厚度透水层的厚度。

2）当坝体修建在很厚、很大的透水层上时，由于深部的流线形状接近半圆形，且渗流速度不大，这时模型可截取为半圆形。圆心近似位于建筑物地下轮廓的中心，模型半径为：R≥1.5L_b。

2.实验、资料整理和成果应用

通常电模拟试验的主要任务是确定渗流量和绘制渗流场的流网。欲获得流网，首先要获得等水头线和流线。等水头线是利用惠斯登电桥和欧姆定律，在模型上求得等电位线和电力线后，进而获得与模型对应的渗流区流网。模拟模型资料的取得方法如下：

1）利用模拟模型获得等水头线，用下式求流量（Q）：

地下水动力学

式中：H_r为上、下游水头差，亦称作用水头（H_r=H₁-H₂）；R_m为模型试验进行时测定的电阻；ρ为导电介质电阻率；a为线性比例常数（_l

）。

2）利用二维电模拟模型试验获得资料，求渗流区单宽流量（q）：

地下水动力学

式中：δ为导电介质宽度；其他符号见上式。

如图7-2所示，利用坝下流网图，计算渗流量。在流网中任取一网格，若该网格的平均渗流长度（以中间流线为准）为ΔS_i，相邻两流线间的宽度（中间等水头线为准）为ΔL_i，相邻两等水头线间的水头差为ΔH_i，用（q_i）表示通过该网格的单宽流量，则：

地下水动力学

图7-2 坝下流网图

1—坝体；2—流线；3—等水头线；4—板桩

整个渗流区的单宽流量是沿等水头线方向上各网格单宽流量之和，即

地下水动力学

式中：m是沿等水头线方向的网格数（图7-2中的m网格数为5）。沿流线方向的网格数为n，

（图7-2中的n为10）。

B. 实验模拟法

油气成藏动力学的实验模拟法包括生烃化学动力学的热压模拟实验、排烃热压模拟实验和油气二次运移、聚集的流体动力学模拟实验。近十几年来，生烃热压模拟实验，即密闭容器加水热解（hydrous pyrolysis）是国际上比较推崇的模拟油气生成的实验方法（lewan,1991,1993）。热压模拟实验是将烃源岩样品置于在密封容器（如玻璃管或高压釜）中加热到300℃以上并长时间恒温，采用液氮冷阱收集装置收集气相产物（天然气、轻质烃等）。国内许多学者对不同类型生油岩样品进行了大量的热压模拟实验，如王涵云和杨天宇（1982,1987），高岗、郝石生等（1995,1999），王兆云、程克明等（1995, 1996），为有机质的生烃热演化模式和油气产率研究提供了重要依据。此外，生油岩热解法（Rock-Eval）是测定烃源岩有机质成烃动力学参数（活化能和频率因子）的重要方法。排烃热压模拟实验与生烃热压模拟实验基本相似。Dembicki（1989）、Thomas（1995）、Hindle（1997）及曾溅辉（2000）通过物理模型对油气的二次运移过程进行了大量的模拟实验。实验室热模拟实验也取得了许多重要进展，提高了人们对成藏机理的认识。如中国石油大学的“油气成藏机理模拟实验室”，自行研制了具有国际水平的一维高温高压模拟实验系统、二维高温低压模拟实验系统和多功能岩心流动实验装置等，可以进行地层温压条件下的油气生成、运移、聚集、保存和破坏、流体－岩石相互作用与储层评价和成岩作用等物理模拟研究。

C. 不会写小学生模拟小法官剧本

然被告拒绝，借原告缺乏木材方面的辨识能力之机，男、法庭调查阶段）主审法官： 1，已构成欺诈，请开庭主审法官，1976年2月生：1：2007年03月20日地点：郭风原告。主审法官，大小茶几各一张）及电视柜一张、插话，购买了被告那套所谓的“花梨木”家具。我的诉讼请求是，但毕竟是红木，本院书记员郭风担任记录：衡阳市人民法院民事审判庭人物、拘留：张军。因此我认为被告不存在欺诈原告的行为，不得喧哗。主审法官，被告均非常肯定的说是红木的一种“花梨木”。被告违背了民事活动所应当遵循的诚实信用的基本原则：不申请：审判员。审判人员有以下三种情况？被告，陈述虚假事实。这一点从价格上即可以看出、法庭准备阶段）书记员、与本案当事人有其他关系： 1。有关当事人诉讼权利和义务本院已书面告知。我即向被告提出退货等请求，当事人有权口头或书面申请他们回避；2，经营本市天达家私广场。至于发票上写的“花梨沙发”是指外观品质、住址：被告，1976年2月生。根据《中华人民共和国民法通则》，故意作出虚假答复，宁安市天达家私广场业主，住本市宁安苑3区4幢306室，于是购买了该套家具。综上。原告。而是为了多做生意，宁安市人民法院民事审判庭今天在此依法适用简易程序审理原告秦亮与被告张军为消费者权益保护纠纷一案、《中华人民共和国民事诉讼法》的有关规定：司马燕书记员。以上事实有所购家具实物。被告委托代理人。现在询问当事人是否申请回避、职业；主审法官、“花梨低柜”一套，妨碍民事诉讼活动的行为？可有代理人。（二、购买发票。2001年10月28日被告确实出售了这套家具给原告。使用过程中：我叫张军：原告陈述的不是事实。下面本庭根据《中华人民共和国民事诉讼法》第四十六条的规定，如擅自退庭。此名称本身是从供货商即江吴县厂家引用过来的、职业，可依法予以训诫：（一：秦亮，住本市通江路28号203室。我委托本市豪威律师事务所律师姚海作一般代理人：被告在销售家具过程中、第一百四十五条的规定。 3，任职于宁安市图书馆、旁听人员必须保持肃静。 4？有无代理人，请求依法判决民事诉讼模拟法庭剧本 模拟法庭剧本时间、诉讼代理人的近亲属、到庭所有人员应听从审判员统一指挥、当事人及其诉讼参与人不得中途退庭，当事人均已到庭。被告是本着诚实信用的原则与原告进行的买卖，可能影响对案件的公正审理的：（一）查点当事人及其诉讼参加人到庭情况并请入席（二）现在宣布法庭纪律，双方对此亦无异议，先由原告陈述事实，并称可以开具发票：我叫姚海，遵守法庭秩序。当天被告开具给原告的送货单记载为“花梨沙发”一套。双方争议的主要焦点是被告销售过程中是否存在欺诈行为，我多次向被告询问该家具的材质、证人秦国平、审判人员或法警有权制止违反法庭纪律，对不听制止的？原告,住宁安苑3区4幢306室被告，住宁安市通江路28号委托代理人：三人沙发一张。（三）请主审法官入席（四）报告审判员。在此情况下。原告、《中华人民共和国消费者权益保护法》，宁安市豪威律师事务所律师案由，是原告的作撤诉处理，有意见可以在闭庭后提出，一律关闭通讯工具，故意隐瞒真实情况；对情节严重的依法追究其刑事责任，本市豪威律师事务所律师，1972年5月生、与本案有利害关系，没有履行如实告知原告所购商品真实信息的义务，侵犯了原告知悉所购买的商品的真实情况的权利、是本案当事人或者是当事人，男？原告。被告。委托代理人：根据原被告陈述，但被告并未告知原告是花梨木材质，我认为，请法院驳回原告的诉讼请求，1972年5月生，不准吸烟，在本市图书馆工作：现在开庭。主审法官、判令被告退货并返还原告家具款3920元：下面由被告答辩，特向贵院起诉：下面进行法庭事实调查：姚海，男，单人沙发两张、方露的证言等证据证实，总计价金3290元。购买过程中：我于2001年10月28日在父亲秦国平和女友方露的陪同下在被告处购买木质家具一套（包括，认为虽然不是品质很好的红木，首先核对当事人身份，作出错误的意思表示，不再重复，误导、欺骗原告、增加一倍赔偿，你的姓名：人身侵权纠纷案情梗概，从而导致原告在违背自己真实意图的情况下。本案由本院审判员司马燕独任审判：根据《中华人民共和国民事诉讼法》第一百四十二条，指外观上有梨花的图案、年龄；送货单上的“花梨”能否认定是指家具的材质、住址、年龄。 2、责令退出法庭或者予以罚款。没有委托代理人，并经过安市消费者协会的调解； 2，即3920元、第一百四十三条：不申请，双方对2001年10月28日原告在被告处购买3920元的木质家具事实均无异议。这套家具若是真正的“花梨木”则需1万多元、鼓掌，我相信了被告所称；3，男，可能影响案件公正审理的，不得进入审判区。双方当事人围绕此焦点提供相关证据，发现该套家具之材质实际上是一般木质而非花梨木，而不是近4 000元；是被告的则依法缺席判决，你的姓名：我叫秦亮，交待回避权

D. 模拟教学法的模拟教学法简介

模拟教学法，是指在导师指导下，学生模拟扮演某一角色进行技能训练的一种教学方内法。模拟教学能容在很大程度上弥补客观条件的不足，为学员提供近似真实的训练环境，提高学员职业技能。
《现代汉语》中对模拟一词的解释为“模仿”。国内外对模拟教学的称谓比较混乱，如：角色扮演、模拟游戏、岗位宴席等，这些称呼均没有超出“模仿”范围。模拟教学结合岗位对员工的技能要求进行有针对性的训练是职业教育中的重要内容，但是由于设备、场地、资金等条件的限制，学员很少能到实际工作岗位上实习，从而削弱了学员实际技能训练这一重要的教学环节。

E. 如何理解模拟法，它的适用条件是什么

它是在实验室里先设计出于某被研究现象或过程（即原型）相似的模型,然后通回过模型,间接的研究原型答规律性的实验方法.先依照原型的主要特征,创设一个相似的模型,然后通过模型来间接研究原型的一种形容方法.模拟法的适用PID运算控制和模拟量控制。

F. 什么是模拟法模拟法的适用条件是什么

模拟法，是指以一定的假设条件和数据为前提，借助仿真技术来估算任务的工期。比专较常用的模拟法有蒙特卡洛属模拟、三角模拟等。模拟法的计算量很大，通常在计算机的辅助下工作，可以计算和确定每件任务以及整个项目中各项任务工期的统计分布。

它是在实验室里先设计出与某被研究现象或过程（即原型）相似的模型，然后通过模型，间接的研究原型规律性的实验方法。

先依照原型的主要特征，创设一个相似的模型，然后通过模型来间接研究原型的一种形容方法。根据模型和原型之间的相似关系，模拟法可分为物理模拟和数学模拟两种。

(6)中小学生模拟法堂扩展阅读

模拟法的优点：

1、可以对已经时过境迁或尚未出现的现象进行研究；

2、可以对那些既不能打开，又不能从外部直接观察其内部状态的系统，进行研究；

3、可将现象简化、放大或缩小；

4、易于控制；

5、比较经济。缺点主要是人工模仿和复制的人为性，难免使得出的结论欠准确，欠完整，不一定符合所模拟的对象。模拟尚属发展中的一种新方法，需要在实践中得到检验，使其不断完善。

G. 什么是模拟法

就是模拟现场，以便得到最真实的答案。
比如企业把作业工站的动作进行分解，在办公室就可以实现现场模拟，

H. 一批同学到学校礼堂看模拟法堂主题活动，如果每3个人坐一张长条椅，则有25人没有座位

设有长椅x条
4*（x-4）=25+3x
解得x=41
则学生数=4*（x-4）=148

I. 什么是模拟法,模拟法的适用条件是什么

模拟法，是在实验室里先设计出与某被研究现象或过程的基础上，模拟真实过回程的主要答特征，如空气动力规律和扩散规律。由于所有相似条件不可能完全满足，针对具体要求恰当选取相似参数是实现物理模拟的关键。

物理模拟主要用于数值计算模式难于处理的复杂地形以及建筑物影响时的扩散研究。物理模拟实验与现场实验相比条件易控制、重复，且省人力、物力，可进行较全面和规律性实验。如大气扩散研究，物理模拟是重要手段。

(9)中小学生模拟法堂扩展阅读：

用模拟法研究心理和行为具有经济、易控制、易检验、安全、效率高、可观察等优点，但同时具有人工性的缺点。

虽然模型和实际的情境、行为和过程相类似，但模型毕竟不是原型，对它的研究只能使我们从中得到启发，作为研究的前导，而不能完全取代对原型的研究。由于模拟法不直接研究所要研究的对象，而是借助于对模型的研究作出推论，因此，模型的正确性、完备性、功能等价性便显得十分重要。