弯道水流二维数值模拟及岸线整治的水动力分析方法研究

文章采用边界拟合坐标变换技术,克服了河道岸线蜿蜒曲折引起的计算困难,分析对比不同形式控制函数对所生成计算网格质量的影响,提出了一种简单易行的计算变换后网格地形的插值方法。建立了边界拟合坐标系下平面二维水流数学模型,对河北省境内的黎河西梁子河段水流情况进行模拟,计算结果与实测水位、流速资料吻合较好。根据二维恒定流动量方程,提出弯道岸线冲击力、剪切力的计算方法,以此为理论基础,计算了黎河西梁子河段岸线应力沿程分布。     

小间距桥梁并建对内河桥区航道通航安全影响分析——以浏阳河景观桥为例

针对内河桥区航道船舶通航安全问题,以浏阳河景观桥(鹊桥)工程所在的桥区河道为例开展研究工作。研究首先基于浅水方程建立了浏阳河局部河段平面二维水流数学模型,在验证和水流条件计算的基础上,基于MMG方程建立了船舶操纵运动数学模型。研究结果表明,鹊桥的修建对所在桥区河段水流条件的影响较小,水流平顺,无不良流速及流态;所有船舶通航计算工况下,船舶均可顺利通过桥区河段,且操相对较容易,研究可为类似桥区河段的通航安全提供技术参考。     

基于二维数学模型的串列圆柱桥墩对通航水流的影响*

规划中的四川江安长江第二过江公路桥采用钻石形串排圆柱型主塔,为了研究其主塔桥墩对该桥区河段各通航水力要素的影响程度,通过建立平面二维水流数学模型,模拟该河段方案实施前后的水流流场,从工程应用的角度分析串列圆柱桥墩对河段水流条件的影响。分析数模仿真结果得知：在各级流量下桥区河段水位、流速在工程实施前后变化较小,桥轴线横向流速较小,桥梁的建设对通航水流条件影响较小,不会对船舶安全通过桥区产生影响。     

二维数模研究拆船码头工程对航道的影响

按贴体正交坐标系下的二维水流运动方程建立工程影响河段二维潮流数学模型,通过计算分析表明,工程将引起局部水动力环境及流态的改变,对附近水域潮位的影响很小,对航行条件的影响不大,对航道回淤的影响也很少;并提出了减小上述影响的措施建议。     

白鹭嘴通航平面二维数学模型研究

通过对工程河段水文、泥沙、河床演变及水域条件的分析,建立了平面二维数学模型。工程实施后,工程河段水流条件变化较小,对工程河段的河床演变、通航安全等的影响十分有限。     

白鹭嘴行洪平面二维数学模型研究

通过对工程河段水文、泥沙、河床演变及水域条件的分析,建立了平面二维数学模型。工程实施后,工程河段水流条件变化较小,对工程河段的河床演变、行洪和其他涉河工程等的影响十分有限。     

三峡库区(奉节)船舶废弃物接收处置工程行洪平面二维数学模型研究

通过对工程河段水文、泥沙、河床演变及水域条件的分析,建立了平面二维数学模型。工程实施后,工程河段水流条件变化较小,对工程河段的河床演变、行洪和其他涉河工程等的影响十分有限。     

新沙南作业区#2,#3泊位工程对珠江河口泄洪纳潮及河势稳定影响的数值分析

在收集现有有关技术资料基础上,通过实地考察、实测资料整理分析、遥感技术以及一、二维潮流数学模型等多种技术手段,分析东莞市虎门港麻涌港区新沙南作业区#2、#3泊位工程所在河段的河床演变和水动力特性.对比拟建码头实施前后河道水动力条件的变化,科学地评价工程方案对珠江河口泄洪纳潮及河势稳定的影响.     

二维水流数学模型在马家咀航道整治工程防洪评价中的应用

通过建立的基于有限体积法的平面二维非恒定流数学模型,对马家咀航道整治一期工程建设前后的河道水流运动进行模拟计算。结果表明:工程建设前后工程河段水位变化较小,工程附近河段水流流态及水流流速分布无明显变化。研究建立的二维水流数学模型可准确模拟工程河段水流运动,能在防洪影响评价中对工程前后河道水流、水位变化变提供较为可靠的依据,具有实用价值。     

清远某码头扩建工程对北江河道水流影响的数值模拟

采用数值模拟的方法,以清远某码头扩建工程为例,建立了工程河段的平面二维水动力数学模型,对扩建工程设计方案作用下工程河道的壅水高度和流速变化了进行数值模拟,分析扩建码头工程对城市河道水流的影响,为码头扩建工程的规划和设计提供参考.     

某码头附近河道二维水沙模型及河床演变分析

兰江为典型的山区性河流,水位暴涨暴落,砂砾石床面泥沙运动以推移质运动为主,位于兰江中上游基头山附近的兰溪服务区码头建设可能会对河道冲淤演变产生影响。在分析水沙运动特征和地貌特征的基础上,建立了二维水沙数学模型。四组典型流量的验证和2005年1月～2012年1月冲淤验证结果表明,模型能够较好的模拟该河段的水流状况和该河段的冲淤演变状况。选取四组典型流量,模拟了工程对河道水动力环境的影响,结果表明,工程上游及下游流速均有所减小,工程区附近主河道流速增加,流速变化量值及范围随着流量的增大而增大。整体而言,工程的阻水面积(高桩阻水宽度2～3m)相对于整个河道断面(河宽500～600m)较小,工程对水流的影响较小,流速最大变幅为1～4cm/s(Q=10,800m~3/s),且集中于工程区局部范围。总体而言,兰溪服务区码头由于阻水面积较小,对河道水动力环境和河道冲淤演变影响甚微,不会改变该河段的演变趋势。     

长江南通段极端天气条件下的水动力条件模拟

随着航运业的发展,作为长江入海通道的长江口的重要性日益凸显,对于长江口进行水文泥沙研究就显得尤为重要。文中利用二维水动力模型模拟出来了9711号台风对于研究河段的水动力条件的影响。研究表明在9711号台风的影响下,研究河段的水位、流速等水文条件均有明显变化。因而在该区域的工程施工要考虑极端天气条件下水动力条件的变化以及由此所带来的不利影响。     

内河航道船舶航行操纵平面二维数值模拟在复杂流态下的应用

基于平面二维水流数学模型和船舶航行操纵数学模型的基本原理,开发了适合内河航道的曲线拟合坐标系下的船舶航行操纵平面二维数学模型,其中水流数学模型采用贴体坐标系下的平面二维水流数学模型,船舶航行操纵数学模型采用比较流行的"组合型"水动力模型。在实船和船模在静水条件及均匀流条件下的航行试验验证的基础上,通过复杂流态河段船舶航行操纵数值模拟的研究,表明该船舶数模基本能够模拟船舶在复杂流态下的航行操纵情况。     

鸭绿江公路大桥桥区河段平面二维潮流泥沙数学模型研究

为研究在建鸭绿江公路大桥桥墩及施工栈桥等对航道条件的影响,建立了二维潮流泥沙数学模型,对桥区河段水动力条件和河床冲淤变化进行了模拟研究。研究结果表明大桥施工期桥区河段出现的剧烈变形主要由河床自然演变造成,淤积的主要原因是前期冲刷量大、河床自动恢复平衡的结果。施工栈桥和桥墩也对淤积产生一定贡献,拆除后河床会产生一定的冲刷和恢复调整。     

枢纽上游渠化河段取水口对通航水流条件影响研究

针对枢纽上游渠化河段取水口对通航水流条件影响问题,文章以某临湘江取水口工程所在河道为例开展研究。基于浅水方程建立了湘江浯溪枢纽上游河段的平面二维水流数学模型,研究不同取水工况对工程河段水位、流态的影响。研究表明,取水过程仅对取水头部局部范围内水流条件有影响,且对航道水面比降、纵向流速及横向流速影响均较小,总体上对库区航道通航水流条件影响甚微,穿越航道取水方式可行。研究可为类似穿越航道的取水口河段通航影响分析提供参考。     

基于桥区水流数值模拟的桥墩对通航影响分析

建桥后桥墩会干扰桥区水流的流动,进而对桥区通航产生不利影响。为了保证桥区通航安全,有必要了解建桥前后桥区水流的变化情况。数值模拟方法是桥梁设计阶段分析建桥前后桥区水流变化及其对通航影响的一种有效方法。以长江河口地区为例,通过桥区水流数值模拟分析建桥对通航的影响。首先建立了长江河口段的江阴至青龙港(北支)、杨林(南支)河段的二维有限元水动力数学模型,并用实测的潮位和流速资料对模型进行了验证;随后以苏通大桥为例建立桥墩模型进行数值模拟,从建桥前后流速和流向的变化两方面分析了建桥对通航的影响,并计算了通航影响宽度。算例结果表明所采用的数值模拟方法及其软件具有工程实用性,可用于分析建桥对通航的影响。     

乌江渡电站泄流对乌江渡码头航行影响

为分析乌江渡水电站泄流对下游乌江渡码头通航水流条件的影响,建立了乌江渡码头河段二维非恒定流水流数学模型,并运用实测水位流速资料对模型进行验证。对恒定流通航条件进行模拟分析。针对电站发电泄流代表方式,采用流速和比降历时变化、10 min水位变率,分析电站泄流引起的乌江渡河段通航水动力变化过程。结合船舶上行能力,分析电站泄流对船舶进港靠泊的影响。     

桥墩对周围海域水动力环境影响研究

建设在海岸河口水域的大桥桥墩,会增加桥位水域的阻力并减小过水断面,从而对周围海区的水动力环境产生一定影响,而海岸河口水动力较为复杂,单纯采用某一种研究手段往往难以全面地分析这种影响。文章以浙江省温州市大门大桥为例,通过对大桥所在的大、小门岛和沙头水道海域的水动力条件、泥沙条件及地形冲淤变化进行分析,掌握了该海域的水文泥沙环境与冲淤演变规律,对大桥建设后地形演变趋势进行了预测;然后又建立了二维潮流场数学模型,模拟研究大桥建设对周围海区的潮位、水流、潮量等水动力环境的影响。结果表明:工程建成后,工程对周围海域水动力环境影响仅在桥位附近,不会引起其他水道和海域的改变。     

重庆主城港区长寿朱家坝化工码头一期工程通航条件及优化措施

重庆朱家坝化工码头一期工程位于长江长寿冯家湾河段，该河段航道条件较为复杂。文章针对两种不同的设计方案，采用二维水流数学模型，分析了码头工程对河段通航尺度、通航水流条件以及码头作业条件的影响，并对码头结构型式及布置提出了优化建议及其相应的通航安全措施。     

北江千吨级航道整治工程飞来峡枢纽坝下浅段水沙数值模拟分析

北江清远枢纽蓄水后,回水衔接至飞来峡枢纽坝下,河床演变规律发生变化。若进行千吨级航道整治则需新建二线船闸,船闸工程对所在河段产生一定的互相影响。本文通过建立二维水流泥沙数学模型,对研究河段在工程措施下河床冲淤趋势变化进行模拟研究,为工程方案研究提供支持。