计算流体动力学方法

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计算流体动力学方法范文第1篇

关键词：教学改革；研究生教学；教学内容；软件平台

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）31-0038-02

一、历史与现状

《计算流体动力学及其应用》是能源动力方向硕士和博士研究生的一门学科基础课程。自上世纪90年代开设以来，前后经历了三次大的变革。在1995—2000年期间，课程名为《叶轮机械的数值模拟计算》，只针对能源动力学院流体机械专业方向的研究生开设；自2001年起，课程改名为《计算流体动力学及其应用》，面向能源动力一级学科及其下属各二级学科的研究生，并成为能源动力学科方向研究生的一门基础课程；2006年以前，课程授课内容以计算流体动力学方面的原理和方法为主，选课学生主要为能源动力学科方向的研究生；从2006年开始，为适应广大研究生的选课需要，我们对教学内容进行了适当调整，辅以CFD商用软件的实例和应用，以期实现理论性与实践性并重的教学理念，并将课程面向全校研究生开放。随着计算机技术的飞速发展，计算流体动力学的应用日益广泛。众所周知，计算机硬件水平的提升，将相应地促进CFD商用软件功能更加强大，应用更加广泛，最终使得CFD商用软件得到了前所未有的发展。同时，随着研究生招生规模的扩大，使得选修《计算流体动力学及其应用》课程的研究生人数大增，从上个世纪90年代的十几个学生，到现在的一百多个学生，而且涉及众多学科，比如船海、化工、建筑、电气、交通、材料、光电等。《计算流体动力学及其应用》课程的历史与现状在一定程度上给我们将要进行的教学改革提出了新的要求，同时也为我们指明了课程建设的新方向，值得我们深入思考，并付之于实践。

二、课程定位

《计算流体动力学及其应用》作为一门研究生的学科基础课程，我们在进行改革之前，应该首先考虑它的定位。华中科技大学作为一所教育部的“985”和“211”的高校，一直以“研究型”大学著称。学校对于研究生的培养非常重视，导师为每一位研究生制定了详细的培养计划，课程的选修均有所考量。基于选修《计算流体动力学及其应用》课程的研究生人数众多，涉及的院系广泛，经任课教师讨论，申请学校研究生院同意，决定将该课程定位为高水平研究生课程。所谓高水平研究生课程，初步确立的含义为，高水平的学者，采用高水平的教材，以先进灵活的形式教授课程，旨在培养学生坚实宽广的理论基础和系统深入的专门知识。高水平课程在内容上应该具有基础性、专业性和前沿性，前沿性可以体现在任课教师结合自己的科研实践，在讲授中融入一些与课程相关的前沿内容。

三、教改实践

基于高水平研究生课程这样一个定位，我们开始着手进行课程的教学改革，具体内容包括：组建教学团队、改革教学内容、建设实践教学平台。首先，组建一支高水平、高素质的教学团队。教学团队由三位教师组成，他们均具有博士学位，高级职称。其中，课程负责人张师帅副教授，长期从事计算流体动力学及其应用方面的教学及研究工作，自2006年起，一直担任该课程的主讲教师；任课教师郭照立教授，是目前国内计算流体动力学方面的顶尖学者，国家杰出青年基金获得者，并具有较高的国际知名度。郭教授团队在国内外权威学术刊物和会议上发表科学论文100余篇，SCI收录90余篇，SCI引用1200余次；任课教师陈胜副教授是一位青年学者，在格子Boltzmann算法研究方面颇有建树。将《计算流体动力学及其应用》课程建设成一门高水平研究生课程，得到了教学团队中每一位教师的支持，大家一致赞同经常开展教学交流，学习先进的教学方法和教学手段，进一步提高教学效果。其次，我们对教学内容进行了改革。教学团队根据选课研究生人数众多，涉及的学科方向广泛，重新制定了《计算流体动力学及其应用》课程的教学大纲，确保讲授内容的基础性、专业性和前沿性。课程主要内容包括：控制方程的离散化方法、流场的求解计算方法、湍流模型及其应用、网格生成与计算技术、复杂流动的介观模型和数值方法、格子Boltzmann算法及其应用、经典CFD软件的基本用法等。而对于控制方程的离散化方法，将重点介绍有限差分法和有限体积法；对于流场的求解计算方法，将重点介绍SIMPLE及其系列算法；对于湍流模型及其应用，将重点介绍k-ε模型及其应用；对于网格生成与计算技术，将重点介绍结构网格和非结构网格的生成方法以及并行计算方法。同时，还将邀请国内外计算流体动力学方面的专家学者前来开展专题讲座。对《计算流体动力学及其应用》课程进行教学改革是全体任课教师的共同愿望，大家积极讨论，并提出在现有教材的基础上，编写具有自己特色的教材等建议。在改革教学内容的同时，教学团队还利用学院现有的条件，建立“计算流体动力学”软件平台，该平台拥有高性能的计算工作站，可以开展并行计算、直接数值模拟等大型计算研究，为研究生开展离散方法、网格生成方法、计算方法以及复杂流动模型等研究工作创造了良好条件，同时也为对计算流体动力学方面的前沿研究课题感兴趣的大学本科生开展创新性研究工作提供了良好条件。与此同时，该平台还拥有多种商用CFD软件，比如FLUENT、CFX、STAR-CD、PHOENICS、Flo-EFD等，成为广大研究生开展自主学习、自主实践、相互交流的优良场所。还可以根据研究生的需求，安排任课教师不定期地通过软件平台为学生解惑答疑，引导研究生探索创新，提高学术水平。

众所周知，研究生学术水平的高低是一所大学学术水平的反映，更是一个国家科技创新能力的反映。研究生不仅需要扎实掌握专业基础知识，更需要具有较强的创新意识和创新能力。目前，高等学校在培养研究生创新能力、提高研究生学术水平方面还有待加强。为此，本文提出了通过对《计算流体动力学及其应用》课程进行教学改革，并将之建设成具有基础性、专业性和前沿性的高水平课程，进一步培养研究生的创新能力，提高研究生的学术水平。同时，本文对实践过程中的一些具体措施和经验进行了探讨。

参考文献：

[1]吴新颖.论研究生教育的课程设置[J].科技导报，2004，（2）：40-42.

[2]李学艺，钟佩思.机械类全日制专业学位研究生教育探索[J].中国电力教育，2013，（1）：22-23.

[3]李静波，柴育玲.研究生教育创新模式研究[J].教育理论与实践，2010，（5）：10-11.

[4]别敦荣，万卫.学术性学位与专业学位研究生培养模式的特性比较[J].研究生教育研究，2011，（4）：77-80.

[5]姚聪莉.我国研究生教育质量透析[J].高等理科教育，2006，（5）：50-54.

计算流体动力学方法范文第2篇

关键词：CFD；双幅桥面；三分力系数

桥梁三分力系数是抖振响应分析、驰振稳定性分析、静风荷载强度及稳定性分析中的重要参数。目前三分力系数的识别方法主要有风洞试验法和计算流体动力学方法（CFD），计算流体动力学方法相比风洞试验有着成本低，流动可视化强和可模拟多种工况等优势。目前，利用CFD方法可以较好的计算桥梁断面的气动三分力系数和颤振导数。[2]

1 计算流体动力学方法简述

CFD方法无论具有怎样的形式，其都是建立在流体力学的基本控制方程――连续性方程、动量方程、以及能量方程的基础之上的。（计算流体力学基础及其应用）这三个原理的数学描述分别为：质量守恒定律、牛顿第二定律以及能量守恒定律。[1]

流体力学中根据不同的控制体模型可以推导出不同形式的流动控制方程，但是本质上这些方程之间都是可以相互转化的。在符合质能守恒和牛顿运动定律的经典力学背景下的流动控制体可分为四种模型：即在空间位置固定但质量变化的有限控制体模型和无穷小微团、随着流动位置不断发生变化但质量不变的的有限控制体模型和无穷小微团。由上述的四种模型均可以推导出相应的流动控制方程。通过数值分析方法对流动控制方程进行离散化，如有限差分法、有限体积法等。利用这些方法求得流场的温度T、压强p、液体的密度ρ和流动速度u、v、w，以上这6个变量就是流场的基本变量。[1]

本文采用计算流体动力学软件FLUENT分别对单幅箱梁横断面、双幅箱梁横断面进行2维风场模拟，并得到与气动外型相关的无量纲量即阻力系数CD、升力系数CL、升力矩系数CM。上述无量纲参数可通过量纲分析得到：

式中FD、FL、MT分别为阻力、升力以及升力矩，ρ为空气密度取1.225kg/m3，D、B、L分别为箱梁高度、宽度和长度，U为来流速度。[2]

2 工程概况

本文模拟某双幅航道桥钢箱梁横截面三分力系数。单幅桥宽23m，箱梁高度为3.5m，两幅间距3.5m，流场区域取面积为：16×23m×24×23m=203136m2。本文采用1m×1m流场网格，在箱梁表面处使用0.1m×0.1m加密网格，共计约25万单元数。本文模拟采用基于压强的求解方法，湍流模型采用K-w-SST模型以模拟桥梁断面无滑移壁面条件，速度入口边界为横桥向20m/s，0.4%低湍流强度，出口边界条件为零压强出口。

3 数值模拟结果

首先对-5°至5°攻角范围内的单幅桥梁气动三分力系数进行模拟并与试验结果进行对比，数据如表1。

结合图表可以看出模拟结果和试验结果吻合得较好，可以通过CFD方法进行三分力系数的计算。在此基础之上进行双幅桥面三分力系数的模拟，得到数据如表2。

由以上图表可以看出，双幅桥面的气动响应相比单幅桥面更加复杂。阻力方面：双幅上下游断面阻力系数较单幅均有下降，且下游下降趋势更为明显，这是因为上游断面对下游断面的遮挡作用。升力方面：由于流场的改变使得双幅桥面的升力波动较为明显，但在数值和变化趋势上双幅桥面上下游与单幅桥面是吻合的。升力矩方面：流场的改变使得双幅下游升力矩大于上游升力矩，在升力矩变化趋势上双幅与单幅基本相同。

4 结束语

（1）利用CFD方法可以较好地模拟桥梁断面的气动三分力系数。

（2）双幅桥面阻力相比单幅桥面均有下降， 下游断面由于受到上游的遮挡作用下降得更加明显。

（3）双幅桥面下游升力系数及升力矩系数较单幅桥面只在数值上发生变化，在变化趋势上较为一致，说明升力和升力矩双幅外型的扰咏闲

参考文献

[1]吴颂平，刘赵森.计算流体力学及其应用[M].机械工业出版社， 2007.

[2]陈政清，刘小兵，刘志文.双幅桥面桥梁三分力系数的气动干扰效应研究[J].工程力学，2008，25（7）：87-92.

[3]程浩.波形钢腹板波形钢腹板PC组合箱梁桥抗风性能的研究分析[D].广州：华南理工大学，2012.

[4]李玉柱，苑明顺.流体力学[M].北京：高等教育出版社，2008.

[5]于勇.FLUENT入门与进阶教程[M].北京：北京理工大学出版社，2008.

[6]刘钥，陈政清，张志田.箱梁断面静风力系数的CFD模拟[J].振动与冲击，2010，29（01），133-137.

[7]瞿伟廉，刘琳娜.基于CFD的桥梁三分力系数识别的数值研究[J].武汉理工大学学报，2007，29（7）：85-88.

[8]黄志渊，陈 .桥面风环境的数值风洞研究[J].福州大学学报（自然科学版），2007，35（1）：95-99.

计算流体动力学方法范文第3篇

关键词：中国水墨画；流体动力学；数字水墨书画系统

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）07-1699-05

中国水墨画源远流长，有着朴素抽象、注重神似的画风，其影响至日本、韩国、东南亚一带，在东方乃至全世界都自成体系，可以说是东方文化的象征与瑰宝[1]。

西方的油画、水彩画等在绘制工具、表现技法上与中国水墨画有着本质不同。西方的绘画更理性，它遵循严格的透视原理及光学原理，以写实为主，追求“形似”。而中国水墨画在表现手法上往往不遵守客观规律，其更注重神似。正是由于这些差异，使得现有的关于西方绘画艺术的仿真方法无法直接应用于水墨画的模拟[2]。如何运用逻辑严谨规范的计算机技术对极为随意挥洒的中国水墨画进行仿真研究是极具挑战性的课题。

目前，对中国水墨画的仿真方法可分为两类：基于物理建模的方法和面向艺术效果的方法[3]。该文研究的是采用物理建模的方法对水墨画进行仿真。该文在Curtis[4]的研究基础上，提出了水墨画运移、传输的三层模型，并将流体动力学理论引入水墨粒子在浅水层、墨粒沉积层以及毛细作用层的运移和传输规律的研究，通过Helmholtz-Hodge 分解，求解基于Navier-Stokes偏微分方程组的水墨运动模型。以此作为理论基础，设计实现了一个交互式的数字水墨书画系统。

1 相关工作

水墨画的创作用具主要为笔、墨、纸。纸是水墨画的载体，所以纸的建模直接关系到水墨效果仿真的质量。关于纸张建模的研究工作可参考文献[4-6]。

在虚拟笔刷的建模及毛笔笔迹的模拟仿真方面，笔交互应用开始时就有研究者进行毛笔书法效果的模拟研究。1986 年，Strassmann[7]提出通过增加控制点连成矩形来填充毛笔笔迹的算法，1990年Chua[8]提出使用贝塞尔曲线来拟合毛笔笔迹，1991年Guo 和Kunii[9]提出了基于纸张纤维束的毛笔笔迹扩散模型，Pahm[10]提出了使用B 样条来模拟笔道的轮廓，中间使用四边形来拟合填充毛笔笔迹。

在水墨运动的物理建模方面，石[11]提出基于粒子系统的算法来仿真水墨扩散过程。王[12]将渗流力学引入水墨运移物理规律的研究。Nelson S.-H [6] 运用网格玻尔兹曼模型（Lattice Boltzmann methods）对水墨运移及传输过程进行仿真，并在GPU上实现了其算法。

2 基于流体动力学的水墨画绘制算法

本节给出基于流体动力学的水墨画仿真算法的定义、形式化描述及算法伪码。

2.1 水墨粒子运移、传输的三层模型

在Curtis的研究基础上本文提出水墨粒子运移、传输的三层模型。三层模型分别为：浅水层、墨粒沉积层、毛细作用层。三层模型相互作用，会产生不同的绘制效果。

浅水层用于模拟水墨在纸张表面的流动，主要模拟墨粒在水中浮起并被水传送到不同的区域这一过程。在浅水层中，水的流动被限制在湿区域内。

墨粒沉积层用于模拟墨粒在纸上被吸附和解吸附的现象，主要控制墨粒在浅水层和墨粒沉积层之间的转移。墨粒的密度、着色能力和粒度都会影响纸的吸附和解吸附能力[13]。

毛细作用层模拟水在纸张毛孔的迁移，将根据纸的水饱和度处理湿区域，在毛细作用层的作用下，湿区域会逐渐扩展。

2.2基于Navier-Stokes方程的水墨运动模型

本文采用Jos Stam [14]提出的Navier-Stokes方程作为模拟水流运动的物理模型，同时增加描述墨粒子密度因水流速度场变化而扩散的方程，两者一并构成水墨粒子在浅水层运动的基本物理模型。形式化定义为：

其中[??u=0]。公式（1）右边第一项表示速度场的自身平流，叫做平流项。第二项，称作压力项，代表了外力施加于水墨流体时，微观上所产生的不均匀的压力及加速度。第三项表示由于水墨浓稠度的不均匀所形成的阻碍，并由此造成了动量的扩散，同时影响了流体速度的分散。第四项是外力施加到水墨流体上而增加的加速度。

2.3 Helmholtz-Hodge分解定理

为求解以上方程，该文通过Helmholtz-Hodge 分解得到水墨粒子浅水层运移和传输算法[14]。

定义一个空间区域[D]，边界法线为[n]，标量场[p]。据Helmholtz-Hodge 分解定理有[D]上的矢量场[w] 能唯一分解为：

其中[u]是散度为零的矢量场（即[??u=0]），[p]为标量。把散度算子应用到方程（3）两边，有：

根据Helmholtz- Hodge分解定义一个投影算子[P]， 将矢量场[w] 投影到无源分[u]。应用到方程， （3）得到：

根据[P]的定义有[Pw=Pu=u]，固[P（?p）=0]，将此投影算子应用到方程（1）的两边有：

因为u的散度为0，左边的导数也是无散度的，同时[P（?p）=0]，有：

定义一个算子S，及各分量算子，平流A、扩散D、外力F、投射P， 整个求解过程变为：

从左到右进行运算，则整个求解过程，首先是平流，接着是扩散、外力和投射，即：

2.4基于流体动力学的水墨画浅水层运移和传输算法

2.4.1外力项

外力项由外界对水墨流体施加的力组成，并假设该外力在其时间步长内保持恒定，形式化定义为：

2.4.2平流项

平流项表示速度场沿着扩散方向传输自身和水墨粒子。这里使用隐式解法[14]，形式化定义为：

2.4.3扩散项

对扩散项的求解实际转化为对泊松方程的求解，形式化定义为：

可采用Gauss-Seidel法进行求解[14]。

2.4.4投影项

经过外力、扩散、平流运算后得到一个有散度的速度场w3（x），通过投影算子将其改变为无散度的速度场w4（x）。具体求解方法可参考文献[14]。对方程（2）的求解可参考以上所示进行。

3.4.5水流浅水层运移和传输算法伪码

详细的代码实现可以参考文献[15]。

2.4.6墨粒子浅水层运移和传输算法伪码

其中u， v为给定的水流速度场速度，diff为墨粒子扩散系数。更详细的代码实现可以参考文献[15]。

2.5水墨粒子墨粒沉积层运移和传输算法

在仿真的每一步，墨粒子都会被沉积层以一定数率吸附，同时也会以一定数率解吸附会浅水层。墨粒的密度[ρ]、着色能力[w]，粒度[r]和纸张的高度[h]都影响纸的吸附和解吸附能力。下面给出水墨粒子墨粒沉积层运移和传输算法的伪码。g为墨粒沉积层粒子密度，d为浅水层墨粒子密度。该文在Curtis的研究基础上，提出了水墨粒子墨粒沉积层运移和传输算法。

2.6水墨粒子毛细作用层运移和传输算法

当墨汁向正要变干但仍保持潮湿的区域进行扩散时会产生回吸现象。这个时候墨汁会被浅水层以一定的吸收率[α]吸收，同时向毛细作用层扩散。每个网格单元都会向其邻近区域传输墨汁，直到达到饱和容积率[c]。当饱和度超过[?]时，该网格单元被标记为潮湿区域。这样，由于毛细作用层的作用，就会形成不规则的分支形状，以此模拟水墨粒子的非规则扩散现象。该文在Curtis的研究基础上，提出了水墨粒子毛细作用层运移和传输算法。

3 实验结果

图1为运用具有不同浓稠度的水墨画笔书写的笔划（其扩散效果形态不同），图2为使用本文开发的数字水墨书画系统所书写的“蛇”字。图3为本文开发的数字水墨书画系统的用户界面。实验表明本文所设计的数字水墨书画系统能较好的仿真水墨书画的效果。

在当今数字娱乐产业蓬勃发展的时代，如何开发出具有实用价值，符合市场需求的数字水墨书画系统软件，是未来值得探索和深入研究的科学热点问题[16]。

参考文献：

[1] 栾峻峰.水墨画仿真系统的设计和实现[D].济南：山东大学，2009.

[2] 曹毅.基于图像的中国水墨画绘制方法的研究[D].长春：吉林大学，2012.

[3] 孙美君.中国水墨画的设色扩散与风格化绘制研究[D].天津：天津大学，2009.

[4] Cassidy J Curtis， Sean E Anderson， Joshua E.Seims.et.al. Computer-generated watercolor[C].In Proc.ACM.SIGGRAPH， LosAngeles， US， Aug.1997， 421-430.

[5] Guo Qinglian，Tosiyasu L，Kunii. Modeling the Diffuse Paintings of ‘Sumie’，Modeling in Computer Graphics，1991：329-338.

[6] Nelson Sin， Hang Chu， Chiew-Lan Tai， Real-Time Ink Dispersion in Absorbent Paper. ACM Transactions on Graphics，2005，24（3）：504-511.

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[9] Guo Q， Kunii TL. Modeling the diffuse painting of sumie， IFIP Modeling in Computer Graphics， 1991.

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[11] 石永鑫，孙济洲，张海江，等.基于粒子系统的中国水墨画仿真算法[J].计算机辅助设计与图形学学报，2003，15（6）： 667-672.

[12] 王秀锦，孙济洲.基于渗流力学的水墨画仿真研究[J].系统仿真学报，2008，20（10）：2614-2619.

[13] 康丽锋.非真实感水彩画的研究与模拟[D].辽宁：辽宁师范大学，2009.

[14] Jos S. Stable Fluids[C].In Proceedings of SIGGRAPH[M]. New York： ACM Press， 1999： 121-128.

计算流体动力学方法范文第4篇

Reaction Design日前宣布在中国供应 FORTé计算流体动力学（CFD）模拟软件。 FORTé 整合了经验证的CHEMKIN-PRO求解器技术，可以模拟和建立气相和表面化学模型，是一款适用于内燃机的 CFD 模拟软件。 通过整合行业最先进的喷雾模型和有数十年研究支持的高保真燃料化学模型，FORTé 在短短数小时内即可提供准确的结果。

Reaction Design 的首席执行官 Bernie Rosenthal 表示：“应用我们在 CHEMKIN-PRO 求解器和先进的喷雾模型经验证的技术，让 FORTé 在仿真速度和准确性方面脱颖而出。其它 IC 发动机 CFD 仿真方法要求使用已极少使用的燃料化学模型，以及高度关注发动机行为的建模。 FORTé 可提供最高的机芯仿真准确度、爆震预测和灰粒仿真，从而在短时间内进行清洁高效的发动机设计。”

许多喷雾模型都过分依赖网格，设计师需要投入宝贵的时间调整细化网格，或提高网格复杂度、寻找可接受的模型参数和网格的组合。在这些情况下，即使喷雾模型已校准到与特定网格匹配，仍是不能准确预测其它发动机设计的行为准确度。FORTé 的多组件喷雾模型可保持发动机物理属性与燃料化学模型之间的一致性，从而更加准确地捕获液滴蒸发和燃火点。FORTé可以取得更高准确度的喷雾模型，而无需大幅提高网格细化。 减少喷雾模型的校准意味着对其它设计有更佳的可移植性。

计算流体动力学方法范文第5篇

关键词：区域成矿 内容 意义 趋势 问题

一、区域成矿学研究的内容与意义

（一）区域成矿学的基本研究内容

近几十年来，地质专家、学者们提出来了一系列区域成矿理论和观点。随着区域成矿学理论的不断深入发展，它在地质矿产找矿过程中发挥的作用也越来越大。区域成矿学的研究内容主要包括以下几个方面：区域地层、构造、岩浆和变质作用及地质发展；含矿岩石建造的种类、形成与分布；区域地球化学特征；区域地质流体；已知矿种、矿床类型和成矿条件，成矿模式及成矿特征；区域地质异常；区内的成矿系统；矿产信息库的建立，区域成矿规律和成矿预测图的编制；总结区域成矿规律与特征，明确进一步研究的问题与方法；区域矿产资源潜力评价。通过以上研究工作获取对地质作用过程的基本认识，最后进行地质构造综合研究工作，分析有利于成矿的地质构造环境，编制综合地质构造图件，进一步说明地质构造特征，分析有利于成矿的地质构造。

（二）地质构造特征的研究工作是矿产预测工作的基础

成矿作用是地质作用的组成部分，也是地质作用的产物。区域成矿学主要研究：成矿作用与地质作用的关系，最终把成矿作用的研究有效地融合到地质作用研究过程中去。现代成矿学研究表明，成矿作用在空间上经常产生于各类地质构造的边缘部位以及变异部位。重要的矿产主要分布在板块与板块不同组成部位的结合带或者边界地带。在时间上一般与地质构造转换阶段密切相关，矿产地一般成群、成带分布，成矿带的规模和地质构造边缘带和变异带相当。因此地质构造特征的研究工作是矿产预测工作的基础，也是必需的途径。

二、区域成矿学研究发展趋势

随着对矿产资源需求规模和种类的扩大，成矿预测和找矿工作将继续受到重视。同时，由于地球科学整体进步、前沿领域研究取得突破性成就，成矿学研究也必将取得较快进展，我国区域成矿研究发展中，以下两方面最受关注。

（一） 成矿动力学研究

在地质科学的许多研究领域中动力学研究是一个大方向，而成矿学与动力学的结合使区域成矿研究达到一个新的水平。它主要从以下两方面展开：

1、开展单一矿床成矿过程的动力学机制研究。即对构造成矿流体运移及产生物质之间反应和交换的动力学研究。主要集中在对构造成矿流体运移中地球化学反应的热力学模型的建立，成矿物质形成和分布规律的反演和预测，把整个构造成矿流体动力学变量的变化特征进行研究。

2、开展区域成矿动力学的数值模拟研究

研究形成矿床集中区的地球动力学背景，目前仍以造山带和盆地为突破口。它以岩石圈变形研究为基础，要求深入研究岩浆作用发生及发展的动力机制，加强研究构造演化过程中流体的迁移和分布，探索大规模成矿作用的动力环境合成矿规律。随着计算机技术的广泛应用，区域成矿动力学机制的研究已由定性变为定量，静态变为动态，进行数值模拟成矿过程中的构造作用过程，完全数值模拟整个构造成矿的形成过程和动力学的过程成为可能。这久突破了构造地质作用过程中时空背景及环境条件复杂性的约束，对成矿的预测和矿产资源的勘查有十分重要的意义！成矿动力学机制的研究最终体现的是地球各圈层相互之间作用的过程，也是今后成矿流体动力学所要反映的核心问题。

（二）区域成矿构造研究

陈国达提出了“多因复成矿床”成矿学理论，而区域成矿的研究正是在此基础上开展。区域上成矿主要进行以下两方面的研究：

1、对矿床成矿类型的研究。在成矿构造研究中，以构造为主要线索，划分矿床的成矿类型，这些类型反映成矿物质来源的多样性和成矿过程的长期性及复杂性。2、对区域成矿作用过程研究。开展区域构造一热动力条件、主成矿期、矿床类型等研究，强调多成矿阶段、多控矿因素、多物质来源的研究，特别是构造岩浆作用的研究。3、对不同级别的大地构造单元控制着不同级别的成矿构造域、成矿构造区的划分、成矿专属性的研究。同时注重对不同构造系进行不同级别的划分，以利于正确划分成矿构造域、成矿区，顺利开展矿产资源预测和评估。

三、区域成矿不可忽视的问题

区域地质成矿是地质作用的一部分，其研究受到中外地质学家、矿床学家高度重视。伴随着科学技术的不断发展，地质找矿工作也逐渐向定量方面展开。但目前此项工作依旧还很薄弱。当前地质找矿工作中，针对不同矿种形成于不同的地质条件并受物理化学条件制约形成于不同深度，分门别类在同一地区不同深度上寻找不同矿种就成为一个不可忽视的问题。因为以往的地质找矿深度研究只注意从微量元素含量、元素共生组合进行研究，或使用矿物温度计、矿物压力计及氢、氧稳定同位素等研究成矿深度，却忽视了同一矿种或紧密伴生矿种在成矿深度上的上限深度和下限深度的研究，以及同一地区乃至全球垂直方向的上限深度和下限深度的研究和对比。这样就使得地质找矿缺少针对性和有效性，并造成人力、物力、财力的浪费，乃至对环境的严重破坏，盲目施工、盲目开采。

因为地质成矿在水平方向上和垂直方向上是有规律性的。举例来说河北涞源县王安镇杂岩体多金属，它的成矿规律：水平方向上，由岩体接触带向围岩，成矿由含铜磁铁矿矿化向铅锌矿化转变，矿床类型由接触交代型热液型；垂直方向上，成矿也表现为有序性：早期形成温压较高的含铜磁铁矿矿化，晚期形成温压较低的铅锌矿化。这说明铅锌矿化无论在水平方向还是垂直方向上均表现为一定的差异性，尤其是在垂直方向上的成矿深度表现为一定的深度范围。然而，在地质成矿过程中，其它金属成矿同样具有这种现象和规律。这就要求我们在当前地质成矿中，除注重研究有关矿种的成矿系列、成矿规律、成矿条件、成矿构造环境，更要注重研究有关矿种形成的区域成矿深度及相关地质体剥蚀深度。只有这样才能使地质找矿具有针对性、可比性，减少盲目性，提高找矿效率，并将取得较大的或重大的经济效益，同时保护了生态环境。

参考文献：

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