非淹没丁坝三维绕流数值模拟

通过应用非线性三维紊流数值模型,并采用有限体积法对模型控制方程进行离散,对非淹没丁坝绕流进行数值模拟仿真分析,给出了三维流场、压力分布场、剪应力分布场等信息,计算结果均基本符合非淹没丁坝绕流的实际情况,结果表明该非线性模型是可取的,数值模拟结果具有一定的可信度.     

有限深度均匀流中圆柱桩群绕流对流速的影响*

通过有限深度均匀流水槽试验研究不同圆柱桩群对均匀水流的绕流影响程度.通过多组试验研究数据对比分析得到圆柱桩群对均匀水流的影响规律;不同圆柱桩群对同样水流影响性质与程度的差别;不同圆柱桩群对水流流场影响范围的规律;圆柱桩群的阻流率、排架密度、桩群长度对水流流场的影响规律;不同流速的水流对圆柱桩群影响的反应规律;水流绕流圆柱桩群时,横向断面流速的变化规律等.研究分析还发现:桩群阻力是桩群影响水流的一个因素但非唯一因素,桩群的排列方式和桩群迎流角对水流流速的变化有不同程度的影响,且其影响程度大于阻力影响.     

长江河口主要汊道水流挟沙能力分析

在分析长江河口水文泥沙特性的基础上,统计了河口南北支、南北港等汊道河段的悬沙中值粒径值。结果表明,长江河口悬沙较细,悬沙中值粒径变化范围不大,在0.006~0.014 mm之间,在大中小潮过程中各个汊道河段的变化也不大,其中值粒径平均约为0.008 mm。同时从单向水流的挟沙能力出发,引入背景含沙量,对长江口的水流挟沙能力关系进行了探讨。在此基础上,结合数值积分的处理方法及枚举法,对样本数据作物理意义上的涨、落半潮积分平均的处理,并进一步以此推求了长江口南北支、南北港等主要汊道河段的水流挟沙能力。     

腰沙—冷家沙匡围对周边水沙环境的影响

通过建立江苏沿海大范围及小范围的平面二维水沙数学模型,将此水沙模型应用于腰沙、冷家沙围垦工程研究,通过流速流向、年冲淤变化指标,分析工程对周边海域水沙环境影响以及工程区域的年回淤强度。结果表明:围垦工程产生的影响范围有限,围垦工程南北两侧水域,流速减小,地形成淤积的态势;工程东段水流流速增大,产生一定的冲刷,对建立深水码头有利。     

湾口围填海对钦州湾水动力环境的影响

从潮流、潮通量与水交换3个方面探讨湾口围填海对海湾内海与江道的影响。结果表明,两个工况的影响区域大多在外湾,围填使得金鼓江江道宽度缩窄、江内流速减小,潮通量减幅达17%,半交换周期增大达1.21 d;老人沙圈围虽增大了东水道的潮量,但金鼓江缩窄导致分水减小,圈围对金鼓江水动力环境影响较小;湾口围填虽小幅度占用中水道,但对内湾的水动力影响很小,今后的围填规划可以从中水道及其两侧高滩入手。     

杭州湾北岸深槽潮流动力要素研究

基于杭州湾海域大范围潮流数值模拟的结果,从河口平面边界形态、水下地形、外海潮型等方面,探讨了影响杭州湾北岸深槽的潮流动力要素。发现天然要素以及部分与人类活动相关的要素均对深槽的塑造存在影响。研究成果可为杭州湾北岸深槽的保护和开发提供一定的科学依据。     

基于平均低潮位推算理论最低潮面的简便方法

海洋工程的设计及施工过程中,理论最低潮面的确定是一个难题。基于理论最低潮面与平均低潮位的对应关系,综合调和分析及统计分析,以及《海道测量规范》中提出的方法,对我国东部沿海地区理论最低潮面与年平均低潮位及月平均低潮位进行相关分析。结果表明,研究区域理论最低潮面与不同时段内平均低潮位具有较高的相关性。但是受制于气压、气温以及风暴过程等因素影响,各时段内理论最低潮面与平均低潮位的相关性不尽相同。针对此关系,利用如东、老虎滩2个验潮站的资料进行验证,验证表明,文章提出的平均低潮位与理论最低潮面的关系应用到实际中是可行的,并且简单方便。     

网格尺寸对河流水动力数值模拟的影响

以涪陵—洛碛水道上的上洛碛至下洛碛河段为研究区域,在测量比尺为1∶1 000的实测河道地形图上建立无结构化三角形网格水动力模型,基于有限体积法求解平面二维水动力方程,研究了在多组相对网格比取值下的模型计算结果变化趋势。研究发现:相对网格比的变化对河滩内计算点的计算结果影响远大于对河槽内计算点计算结果的影响。当相对网格比小于1,河道内水动力模型计算结果变化甚微,尤其是此时河槽内平均相对偏差接近于0;当相对网格比大于1,模型计算结果的平均相对偏差逐渐上升,当相对网格比足够大后开始趋稳,河滩内计算结果的平均相对偏差整体增幅大于河槽。随着相对网格比的增大,不同水深段区域内的水动力模型计算结果平均相对偏差变化程度不同。     

潮流条件下的桩基冲刷深度研究

潮流对桩基局部冲刷的折减系数将随着相对流速和相对周期的增加而增大。在对称潮流涨急流速等于临界起动流速条件下,潮流冲刷折减系数仅为0.4～0.6之间;而当涨急流速超过2.1倍临界起动流速时,潮流冲刷折减系数达到0.9以上,因此使用冲刷折减系数时需要注意流速的大小。文章提出了"查图法"和"微分迭代法"两种方法来计算潮流条件下的桩基局部冲刷,经过验证计算结果与实测值吻合良好。实际海洋水动力环境是不断变化的,考虑非恒定水动力环境对桩基局部冲刷深度的影响机制将提高对冲刷深度预测精度。     

冀东南堡人工岛工程潮流泥沙数值模拟*

采用平面二维潮流、泥沙数学模型,结合三重嵌套网格模式,就冀东南堡人工岛附近海域的潮流及泥沙场进行模拟。人工岛工程前、后的潮流场变化表明:由于人工岛及引桥对水流的拦截作用,人工岛后沿及引桥两侧流速减小,人工岛前沿则随着过水断面束窄,流速有所增大。同时,在挖沙池附近,由于局部地形调整,水动力条件在不同位置变化情况稍有差异。此外,泥沙冲淤演变验证了水动力条件变化对泥沙输移的影响:在水流流速增大的区域发生冲刷,而在水流动力减弱的区域则发生淤积。