实用准二维河道水流数学模型

<正> 一、前言在河道工程中,需要研究的问题很多,其中河流泥沙是一个非常重要的课题,存在疑难问题较多,国内外学者对此都非常关心,正在采用不同手段进行研究。要弄清泥沙问题,首先必须对河道水流了解清楚。对于河道水流,目前通常采用三种方式进行研究。一是现场资料分析,二是物理模型实验,三是数学模型计算。后者是本文的主题。     

一、二维连接水沙数学模型及在河口治理中的应用

建立了一、二维连接水沙模型。利用海河口和永定新河口现场观测资料对模型进行了系统的检验 ,模型能够反映复杂边界和动力条件下的水沙运动及河床变形。以此模型研究了海河口清淤和建导堤方案 ,及永定新河河口建导堤和建闸方案治理效果     

河道平面二维泥沙数学模型

为了研究水库下游河道冲刷及由此而引起的对防洪、航运等造成的影响,本文给出了非均匀沙的平面二维动床数学模型,模型中考虑了悬移质不饱和输移、非均匀沙推移质输移及床沙级配的调整,利用ADI法对水流泥沙方程进行数值离散。利用该模型模拟了葛洲坝下游枝城至枝江河段涨水期淤积和落水期冲刷过程,冲淤量及冲淤部位跟实测值吻合较好。     

河流平面二维水流的杂交有限元法

结合差分法有限元法的优点提出了较为合理的杂交型计算格式，同时，采用改进了的水流平面图法确定初值，大大减少了机时，在一定条件下，采用该方法便能满足工程要求。     

二维波浪、潮流、泥沙淤积数学模型

本文采用三角形单元的二维波浪、潮流、泥沙淤积数值模型对珠海电厂、汕尾电厂的煤港码头、航道方案进行了模拟计算。     

港珠澳大桥珠澳口岸人工岛工程二维潮流泥沙数学模型研究

基于TK-2D软件建立了三角形网格的伶仃洋海域大范围二维潮流泥沙数学模型和港珠澳大桥的珠澳口岸人工岛工程区附近小范围局部细化的二维潮流泥沙数学模型,并根据现场实测资料对模型进行了验证模拟,在模型验证基础上,对珠澳口岸人工岛工程实施后的潮流泥沙进行了模拟研究,从潮流泥沙角度对人工岛工程对周围海区的影响进行了分析论证.研究...     

珠江三角洲河网非恒定水沙数学模型研究

采用半隐式有限元方法,建立了珠江三角洲河网水流、泥沙数学模型,模型具有计算稳定性强、收敛快的特点;采用有限元杆系数据结构,对于大型河网计算中增加河道和断面数,数据准备简单。模型经1999年洪季和2001年枯季两次大规模、长系列的水文泥沙资料的检验,各站水位、流量和含沙量计算结果与实测过程十分吻合。     

基于有限体积法的平面二维水流数学模型的改进

在基于有限体积法的近岸水流数学模型中,单元交界面数值通量的计算精度、潜堤淹没和出露交替的模拟以及动边界技术都是至关重要的。首先通过加入数值通量底坡补偿项对Osher格式的数值通量计算格式进行了改进;又提出单元淹没度的概念,提高了模型在模拟潜堤出露和潮间带干湿变化中的适应性。利用典型算例对模型进行了验证,得到了满意的结果。     

我国河流水流泥沙数值模拟技术进展与应用

文章对我国水运工程领域河流水流泥沙数值模拟技术的发展过程和技术创新成果进行了系统的总结。对一维、二维和三维水沙模型在模拟系统和计算方法等方面近年来的技术进展给予了归纳,并对几个模拟系统的一些具体工程应用进行了简要介绍。目前,一、二维水沙数学模型已相对比较成熟,三维模型也能应用来解决一些具体问题。河流水沙数值模拟技术今后的发展主要在于基础理论的创新,观测技术的提高,观测资料的系统化与公开化,以及数值模拟成套技术的标准化,实现数学模型的开放性检验与应用等。     

基于高性能平面二维水流数学模型的计算效率研究

针对高性能平面二维水流数学模型,分别开展了基于单机多核处理器(CPU)和显卡(GPU)的并行化研究,旨在提高模型计算效率。以长江下游福姜沙水道为例,对并行后模型的可靠性和计算效率进行评估,结果表明:采用两种并行模式后,模型计算结果与串行结果一致,可靠性好,且计算效率有所提高,特别是采用GPU并行模式后,模型计算效率提高6.7倍以上,大大缩短了模型计算周期。     

环形水槽二维数值模拟

摘要 运用二维数模方法,得到了环形水槽任一断面上的流场、压力场.通过分析认为,环形水槽可以用来模拟长直水槽.     

某型电池流道流阻计算的数学模型

本文提出了某型双极性堆式电池流道流阻计算的一种数学模型。该数学模型使用迭代计算方法并引入由试验结果获得的修正系数编制程序就可计算出不同流道尺寸参数下的流道流阻。这样在流道设计过程中,只需先通过程序计算出符合流阻要求的流道参数,然后按照参数制作模型进行流阻测量的验证试验即可,从而提高了设计效率,节约了人力物力。     

垂向二维悬沙输移有限元数学模型

采用四节点任意四边形等参单元,根据G a lerk in有限元法进行数值离散,建立了潮汐河口沿宽度积分平均的垂向二维泥沙数学模型。模型中,对扩散项通过分步积分和G reen公式变换,精确满足了自由表面和底床边界条件;经采用有解析解的算例对模型进行验证,计算值和理论解相吻合。     

漳卫新河闸下淤积一维数学模型研究及应用

建立了漳卫新河河道一维水沙数学模型,采用Preissmann四点隐式差分格式离散非恒定水流方程,以及交错网格显式差分格式离散泥沙运动方程。该模型对辛集闸闸下———河口段在大潮期间的潮位、流速和含沙量进行了验证,其结果与实测资料基本相符。依据该模型,对未来20 a的河床冲淤变化和演变发展趋势作了预测。     

漳卫新河河口数学模型及治理方案研究

建立了河口一、二维耦合水沙有限元模型,计算格式具有耗散小和精度高的优点。利用该模型计算了漳卫新河河口及河道水沙动力场,各站潮位、流速和含沙量过程计算与实测基本一致。经清淤、建闸和建导堤方案河道淤积量比较,推荐漳卫新河河口治理方案为导堤方案。     

管道输沙两层流动模型分界面位置的确定

在重力作用下,泥沙沿输送管道横截面的分布呈现上层稀疏下层浓密的特点。据此可将整个流动简化为具有不同平均速度和平均浓度的两层流动。以中沙在直径为150 mm管道上的实测流动为例,用迭代方法确定了两层流动的分界面位置,结果表明两层流动模型能够刻画泥沙在管道中流动的主要特征和内部结构。     

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。     

澜沧江景洪大沙坝采砂方案平面二维水流数学模型研究

在分析景洪水道基本特征的基础上,结合定床模型试验提出的采砂方案,采用平面二维水流数学模型进行了水面线和流场分析计算,研究景洪水道采砂后通航条件的变化,结果表明采砂方案实施后该河段通航条件能基本满足通航要求。