长江南京以下12.5 m深水航道一期工程白茆沙水道工程局部冲刷试验研究——Ⅰ：模型设计

长江南京以下12.5 m深水航道一期工程白茆沙水道工程局部冲刷研究工作表明:1)采用局部正态模型研究潮汐河口工程局部冲刷问题是可行的;2)试验水力条件的选择、模型边界的确定以及模型的整体变坡等是将局部正态模型应用于潮汐河口工程局部冲刷问题研究需解决的关键技术问题;3)白茆沙水道工程局部正态模型较好地复演了目标试验水力条件,具备开展进一步试验的条件;4)提出了简便易行且效果良好的模型边界确定方法。     

淤泥质海床上人工岛水流冲刷试验

港珠澳大桥人工岛局部冲刷是大桥工程设计亟待解决的关键技术问题。在现场资料分析与物理模型验证的基础上,采用正态系列模型延伸法,在潮汐宽水槽中研究了淤泥质海床上人工岛周围流态变化和局部冲刷的发展过程。研究结果表明,在洪季大潮情况下,东、西人工岛最大冲深分别为10.3 m和9.0 m,冲刷坑集中在岛桥结合部和隧道防护段及防撞墩附近;最大冲刷深度与人工岛的几何形状、流速、工程水域的沙土特性以及水深等相关,冲刷坑的平面形态则与岛型、水流夹角、涨落潮流速差以及潮流历时有密切关系。     

珠江河口复杂三角洲与多口门水域潮流运动整体模拟技术研究及应用

珠江河口是世界上最复杂的河口之一,进行整体水流模拟是比较困难的。介绍了自行开发的珠江河网河口湾一、二维联解整体潮流数学模型及大范围整体潮汐物理模型,两种技术手段相辅相成,较好地解决了该河口潮流运动的整体模拟问题。以特大型跨河口工程——港珠澳大桥为例,介绍了两种模型的应用情况,在数学模型中引入通度系数控制工程复杂边界过流量,取得了较好的模拟效果。     

长江口深水航道治理工程物理模型试验研究成果综述

南京水利科学研究院长江口整体物理模型是交通部1974年批准和投资兴建的我国第一个大型河口模型.在"八五"攻关研究中,运用定床和动床试验方法,为整治工程方案的确定提出了科学论证,长江口深水航道治理工程开工以来,继续运用整体模型、局部模型和正态系列模型对工程的分期实施、建筑物附近的冲刷、施工顺序和工程方案动态调整等进行研究.工程实践证明,多数研究成果都达到了定性基本准确、定量相对合理的结果,是工程取得良好效果的重要基础之一.     

局部模型在工程潮流数值模拟中的应用

根据局部模型的形式和特点对其进行了归类分析 ;通过两个工程实例对局部模型在海岸河口工程潮流数值模拟中的应用进行了探讨和介绍。计算实例的结果表明 ,局部模型的使用既可以减少计算时间从而提高数学模型的效率 ,又可以提高局部海区潮流模拟的计算精度。局部模型在用数学模型手段研究工程潮流问题中起着重要作用     

长江感潮河段平面二维潮流数值模拟

基于正交曲线网格下的有限体积法,建立河口潮汐的水深平均二维模型,运用Simple算法求解河口潮汐的二维浅水方程。以长江下游江阴水道为计算实例,用"露滩冻结"动边界技术处理方法模拟江阴水道二维潮流场,较好地解决了边滩、浅滩边界随水位的变动问题。实例和验证结果表明:计算的潮位和潮流过程与实测过程吻合较好,计算的流场合理。对计算结果的前后可视化处理,采用AutoCAD的DXF数据接口生成流场和网格图,以便更好地进行直观分析。     

鳗鱼沙心滩整治建筑物局部冲刷试验

通过局部正态模型试验,研究鳗鱼沙心滩整治建筑物有、无护底条件下局部冲刷坑深度与范围。根据成果分析,确定鳗鱼沙心滩整治工程重点防护区域,并提出鳗鱼沙心滩整治建筑物设计护底范围优化建议。     

建闸河口潮波变形概化模型研究*

概述潮汐河口潮波变形的普遍性及建闸前后影响变形的不同因素。建立了概化河口闸下河道物理模型,说明了模型设计的理论依据及模型布置方案。通过概化模型对建闸河口不同引河长度的潮波变形特性进行模拟研究,得到不同闸址建闸后潮波变形的共性和差异。闸下引河长度对潮波变形的影响明显,随着闸址距河口距离的增加,沿程潮差的增减趋势发生变化;建闸后涨潮平均流速与落潮平均流速的比值变化趋势与引河长度紧密相关。     

福建某渔港防波堤优化设计

本文针对福建省某一级渔港防波堤工程,采用1:33正态物理模型,进行了波浪整体物理模型试验。试验模拟了工程区水下地形、岸线、防波堤及其堤根后方山体,考虑了堤头对岸山体对波浪的反射作用。试验观测了防波堤防浪墙、外坡护面、内坡护面、棱体抛石、护底等部位在各级水位及相应100年一遇波浪作用下的稳定性,对原设计方案进行了优化,供今后的工程设计借鉴。     

舰艇结构局部振动计算模型研究

针对舰艇结构局部振动计算模型进行了系统的分析研究,探讨了确定计算模型的几个关键性问题,同时结合目前甸新一代舰艇才建造实践,具体分析了多种舰艇结构局部振动的计算模型,对振动计算模型的建立具有一定指导意义。     

长江口航道治理研究中数、物模技术的应用

潮汐河口受径流和潮流共同作用。径潮流动力的不同及其复杂的时空变化导致河口的不同区段水沙特性等也明显不同。在河口治理研究和工程实践中必须充分考虑这些特征。河口治理研究应采用数模、物模多种手段综合研究的方 法,因数模和物模技术具有不同的特点和适用范围,研究方法及具体评价指标应根据研究区段的水沙特性和研究目的合理选用。以长江口深水航道治理工程的实践为例,介绍数物模综合研究技术的应用及效果。     

台州港临海港区规划波浪潮流泥沙数学模型研究

文章研究了台州港临海港区规划围垦后的有关潮流泥沙问题。首先对该海区的自然条件进行了分析,而后使用二维波浪潮流泥沙数学模型研究手段对台州港规划围垦后的二维潮流场、泥沙场、地形冲淤变化进行了模拟研究。研究结果表明,从周围水沙环境的影响考虑,该港区规划围垦的方案是可行的。     

威海港乳山港区规划方案波浪潮流泥沙数值模拟研究

文章研究了乳山港区规划方案有关的潮流泥沙问题。首先分析了工程海域的自然条件,然后采用波浪潮流泥沙数学模型对乳山港区规划方案实施后的流场、航道淤积进行了模拟研究。研究结果表明,从周围水动力及泥沙环境考虑,该港区规划方案总体是可行的,但需注意拦门沙段航道淤积问题。     

田湾核电站海域潮流场数值模拟

采用MIKE 21水动力模拟软件建立了田湾核电站海域平面二维潮流数学模型,利用该模型对该海域的潮流场进行了数值模拟。根据数值模拟结果,对田湾核电站海域的潮流场特征进行了分析。建立的模型可以用来模拟研究各种工程方案实施前后的潮流场,也可以为局部模型提供边界条件。     

Open boundary conditions in stratified ocean models

In most applications of numerical ocean models, artificial boundaries are introduced to limit the domain. Along such a boundary we need to apply what is often referred to as an open boundary condition (OBC). In this paper a number of local methods used in barotropic ocean models are applied and discussed for the stratified case using a normal mode approach. The OBCs are the simple conditions: clamped, prescribed and zero gradient; the radiation conditions: Camerlengo–O'Brien, Orlanski and a method of characteristics based on linear equations; and a sponge type condition: the flow relaxation scheme. The OBCs have been implemented in a 3-layer ocean model and examples of how the various OBCs perform for three simple flow situations are investigated. The cases are: internal wave radiation, a quasi-steady coastal jet and the response to a storm moving across a strait. It is found that the flow relaxation scheme and the method based on characteristics perform well for the test cases in general, although some of the simpler methods give better results in individual cases.     

瓯江下游河段污染物质滞留时间数值模拟研究

利用平面二维数学模型对瓯江下游守恒性污染物质滞留时间的空间变化及其对于径流、潮差、初始排放时刻的响应进行了研究.研究将瓯江梅岙至口门河段分为8个子区域分别进行数值试验.数学模型上、下游边界分别采用径流量和潮位控制.上游径流量选取5个代表性流量,下游选取大、中、小潮及混合潮型进行组合研究滞留时间的基本变化规律.研究认为,...     

强潮河口径潮流动力平衡特点研究

以瓯江河口为例,通过建立河口段物理模型进行了水流试验。通过试验资料及天然实测资料的优势流计算,研究了河口区域径流量和潮流量的比值与其动力平衡特征的关系。结果显示,动力平衡点的位置与径流量和潮流量的比值关系密切,径流量与潮流量的比值越大,滞流点越向下游,反之则滞流点越往上游摆动。而河口水下地势变化与动力平衡区域的关系也说明了动力平衡区域可以促使泥沙的聚集,这与拦门沙的形成关系密切。通过强潮河口优势流的计算,可以较清晰地分析该河口段主要动力的强弱,有利于自然现象的分析。     

河口垂向二维悬沙输移数学模型

针对窄深的潮汐河口建立了沿宽度方向积分平均的垂向二维悬沙输移数学模型,潮流场的模拟采用三维MOHID模型,悬沙对流扩散方程采用Galerkin有限元法进行求解。利用该模型模拟了长江口北槽段潮流输沙过程,计算结果与实测资料较好吻合,表明了该模型能够模拟窄深的潮汐型河口地区悬沙输移过程。