虎门太平水道航道整治工程潮流数模计算

采用环境水动力学数学模型(EFDC)对太平水道航道整治工程前后的潮流进行了计算，分析了整治工程前后的水位、流速的变化情况并确定6个整治方案中的推荐备选方案。计算中用水平方向上的曲线正交坐标与垂直方向上的Sigma坐标相结合以及三维数学模型二维化的方法。计算结果与实测结果比较也表明：文中模型较好地重演太平水道流场，可以用于工程实际中的沿岸及受潮汐影响的水道潮流场的计算。     

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。     

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。     

多岛屿、多汊道环境下大型深水港建设中的水沙问题

洋山港海域多岛屿、多汊道,是由大、小洋山两条岛链围成的喇叭口型的海域,潮汐水道以落潮流为主、高含沙量、强潮流,泥沙运动主要以悬沙为主。通道内潮流基本为东南-西北向往复流,潮流平均流速在1.0 m/s,最大流速都在2.0 m/s以上,含沙量在1.0 kg/m3以上。根据其海域边界特点,利用任意三角形网格建立了能较好拟合洋山港海域边界的二维潮流泥沙及地形冲淤变化数学模型。应用2006年4月实测水文泥沙及地形冲淤资料进行了验证,验证结果表明,该海域潮位及定点同步垂线流速、流向、含沙量过程的计算值与实测值吻合良好,洋山港海域通道内地形冲淤变化情况和实测值接近,较好地复演了洋山港一、二期工程建设后海域流场、含沙量场和地形变化。     

多岛屿、多汊道环境下大型深水港建设中的水沙问题

洋山港海域多岛屿、多汊道,是由大、小洋山两条岛链围成的喇叭口型的海域,潮汐水道以落潮流为主、高含沙量、强潮流,泥沙运动主要以悬沙为主.通道内潮流基本为东南-西北向往复流,潮流平均流速在1.0 m/s,最大流速都在2.0 m/s以上,含沙量在1.0 kg/m3以上.根据其海域边界特点,利用任意三角形网格建立了能较好拟合洋山港海域边界的二维潮流泥沙及地形冲淤变化数学模型.应用2006年4月实测水文泥沙及地形冲淤资料进行了验证,验证结果表明,该海域潮位及定点同步垂线流速、流向、含沙量过程的计算值与实测值吻合良好,洋山港海域通道内地形冲淤变化情况和实测值接近,较好地复演了洋山港一、二期工程建设后海域流场、含沙量场和地形变化.     

珠江河口网河与河口湾二维水动力整体模拟计算

本文利用自主研究开发的二维河口海洋水沙特性数值计算模式ccost-2d,以珠江河口西四口门区为例,实现了网河区和河口区的整体模拟计算。四口门的水位和流量计算结果与实测值对比吻合较好,并且整体模拟可以直接体现整个区域的流动状态。西四口门区域流场显示表明,各水道中的流动复杂,但总体来讲,涨潮从黄茅海向天河方向进行。并针对错综复杂的网河水道,成功地生成了整个珠江三角洲河网与口门外海域一体的二维贴体网格。     

闽江河口三维潮流数值模拟及特性分析

基于FVCOM(Finite-Volume Coastal Ocean Model)模型,建立了闽江河口区域精细化的三维潮流数值模型。对模型的海底摩阻系数的选取进行讨论,得出Koutitas公式更为合理的结论。采用该模型对闽江口的潮汐、潮流特征进行分析,得出以下结论：闽江外海潮波自东南至西北向近岸区域传播,水道内潮流有明显的往复流性质;熨斗岛北部和东部区域,潮流多以旋转流为主;闽江北支水道以落潮流为主,河口区域三维流场在侧向支流影响区域分层不明显。     

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。     

潮流数学模型在兴化湾深水航道研究中的应用

建立了基于不规则三角形网格有限差分法的兴化湾二维潮流数学模型,对兴化湾潮流场进行了数值模拟。对可以开辟成深水航道的南日水道和兴化水道,特别是兴化水道经过的鸡蛋岛和野马屿之间附近水域进行了网格加密处理,对其流场进行了细化模拟。根据数值模拟结果,对兴化水道和南日水道的潮流场特征进行了分析,为航道规划设计提供了基础依据。     

二维有限元潮流数学模型及其应用

采用有限元Galerkin加权余量法对二维潮流控制方程进行求解,建立了二维有限元潮流数学模型,并将模型运用于计算区域较小、边界较为复杂的海安湾。对海安湾潮流数值模拟的结果如下:计算水位和流速的大小及过程均与实测情况极为吻合,流场的趋势也与以往研究较为一致。新模型能采用不同形式的非结构网格,对于边界和地形变化复杂的工程区域有较强的适应性。研究成果说明,对于计算区域较小且陆域边界变化复杂的工程问题,采用有限元方法离散潮流方程能提高计算精度。     

江苏如东海域西太阳沙人工岛工程潮流数学模型研究

基于不规则三角形网格有限差分法建立了江苏如东海域大范围和小范围嵌套二维潮流数学模型,在对模型验证的基础上,对西太阳沙2 km2人工岛工程及配套码头工程方案的潮流场进行了数值模拟研究。根据模拟结果,就人工岛及配套码头工程对周围海区的潮流场、各水道潮量的影响进行了分析,从潮流动力角度论证了工程的可行性。     

荆江重点浅滩现状整治的二维动床数学模型研究——模型的建立

本文针对荆江河道边界形状复杂、长宽相差悬殊及水沙具有明显的二维特征,建立了正交曲线坐标系下河道二维动床数学模型。给出了正交曲线坐标系下二维动床数学模型的控制方程、控制方程的高散及数值解法、边界条件及动边界技术。细致地模拟了荆江卵石夹沙河床及沙质河床浅滩河段的水面线、流速场、含沙量浓度场及河床变形,计算的水位、流速分布及河床变形与实测资料吻合很好。     

瓯江口波流耦合作用下二维流场数值模拟研究

基于MIKE21 SW海浪模式,建立非结构网格下的瓯江口二维、双向波流耦合数学模型,对该海区波流共同存在下的二维流场进行了数值模拟,计算结果与实测数据吻合良好,且优于未耦合的结果,比较分析表明：考虑潮流作用大大改善了波高和周期的计算结果,使之更接近观测结果;波浪对潮位的影响较小,对流速的影响较大,其中落潮憩息时刻,波浪对流速的影响最大.     

海龙湾二维潮流场数值模拟

建立了平面二维潮流场模型,采用MADI有限差分方法进行离散求解,利用动边界处理边滩以及心滩随水位升降产生的边界变动问题,对工程海域的潮流场进行数值模拟,并采用两套网格计算方案、使用加密网格,深入进行潮流场的研究分析。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,为海龙湾工程开发利用提供了科学依据。     

如东海域西太阳沙人工岛陆岛通道实体堤合理长度潮流数模研究

分析了江苏如东海域烂沙洋南水道的稳定性,建立了基于不规则三角形网格有限差分法的江苏如东海域大范围和小范围嵌套二维潮流数学模型,在对模型验证的基础上,对西太阳沙人工岛工程的陆岛通道实体堤合理长度进行了潮流场数值模拟研究。研究结果表明,烂沙洋南水道主槽基本上是稳定的,从潮流场和烂沙洋南水道的稳定性角度考虑,陆岛通道实体堤合理长度应不超过6 km.     

长江感潮河段二维潮流数值模拟*

通过非结构网格建立了长江感潮河段二维潮流数学模型,研究了水工建筑物在非结构网格中的处理,验证结果良好;为检验模型长河段沿程流量的守恒性,模型上边界分别采用枯水、中水、洪水3种恒定流量模拟感潮河段水流运动。计算结果表明:模型沿程流量守恒性良好,模型能够有效模拟长江感潮河段水流运动。     

防城港码头工程前后潮流场的数值模拟

基于双时间层的有限差分方法(ADI),建立了水深平均二维浅水潮流数学模型,采用逆风格式和追赶法求解二维浅水方程,在对模型进行潮位验证和潮流验证的基础上,对防城港码头工程实施前后的潮流场进行了数值模拟研究。研究表明:该工程建设不会减少湾内纳潮量,不会对海域水动力学条件产生较大影响,只会对码头附近产生较小影响。     

温州石化基地30万吨级航道选线研究

采用水动力泥沙条件分析、冲淤演变分析、航道轴线平均水深与开挖深度统计、基建工程量计算、二维潮流数学模型计算、航道年淤积强度与淤积量计算、航道骤淤计算、三维潮流数学模型计算、通航安全分析等多种手段对温州石化基地30万吨级航道多条轴线方案进行了比选研究。根据航道轴线自然淤积厚度、航道天然平均水深、航道平均开挖深度、航道首次开挖量、航道长度，大潮最大流速与航道轴线交角、最大横流速度、航道年平均淤积强度、航道年淤积量、航道平均骤淤强度、航道段最大骤淤强度及通航安全（航道拐点、附近有无岛礁）等多项指标对航道轴线方案进行了选择。研究结果认为与涨落潮流方向基本一致的直线方案为最佳航道轴线方案。     

钦州湾围滩工程前后潮流场的数值模拟

基于双时间层的有限差分方法(ADI),建立了水深平均二维浅水潮流数学模型,采用逆风格式和追赶法求解二维浅水方程,通过建立钦州湾二维潮流数值模型重现钦州湾的潮位和潮流变化状况。模拟结果与同步进行的岸边潮位及海上潮流的观测值校验结果表明,实测潮位资料与对应时间的计算结果吻合良好,实测潮流与对应时间的计算结果十分接近。模拟计算结果真实地反映钦州湾的潮位变化和潮流运动状况。钦州湾围滩工程实施前后的潮流场数值模拟研究结果表明该工程建设不会对海域水动力学条件产生较大影响。