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。     

二维潮流数值水槽的桩群数值模拟

为了研究二维潮流数值模拟中桩基的影响，导出了二维潮流桩基数模控制方程组，建立了桩基的二维潮流数值水槽，利用物模试验得出的桩基摩阻系数和桩基附加糙率，并经水溶修正后，对洋山港一期工程桩基码头的潮流情况进行了模拟计算，数值模拟结果与水槽试验结果非常一致，为桩基二维潮流数值模拟技术提供了应用基础和可操作方法。     

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。     

感潮河网区航道整治工程潮流数值模拟*

东江下游三角洲发生的河道采沙、航道整治等人类活动对该河网区河床形态的自然演变过程产生了较大影响,引起河网区水动力产生相应的调整。基于非结构网格有限体积法的二维潮流数学模型,对倒运海水道疏浚工程实施后二维潮流场进行模拟研究,并从动力场的角度分析河网区航道整治效果。计算结果表明,工程实施后对水流的影响主要集中在工程附近水域,对河道沿程水位及流速的影响较小,可为其它河网地区的航道整治工程提供参考。     

二维潮流悬沙动边界数值模拟研究

采用二维潮流和泥沙运动方程作为控制方程,对刘樟州浅段进行完全的数值模拟,对水文测验点的潮位、流场(流速、流向)、含沙量及地形进行验证。结果较好地模拟了此区域流场、含沙量的变化。为进一步优化工程方案提供了科学依据。     

连云港旗台防波堤工程二维潮流泥沙数值模拟

以连云港旗台防波堤为研究背景,基于非结构网格有限体积法建立二维潮流泥沙数学模型,研究旗台防波堤建成前后港区附近潮汐、潮流与悬移质含沙量的变化,以期为日后连云港港口开发建设提供技术支持。研究认为,旗台防波堤的建设完成后,港区内外潮汐特性基本不变;港区内潮流呈减弱趋势,防波堤口门处潮流增强,防波堤内侧港区形成明显的回流区域;港区外侧高含沙量水体向外海移动,港区内最大含沙量整体降低。     

离心泵内二维流场的数值模拟

在AutoCAD中建立二维离心泵的几何模型,将模型转入GAMBIT进行网格划分,再利用Fluent数值模拟此离心泵内的二维流动。计算模拟结果显示出离心泵内的速度场、压力场和湍流强度等。采用标准的k-ε模型模拟得到的结果可真实反映离心泵内部的复杂流动,为离心泵的设计改良提供了可靠依据。     

珠江三角洲平面二维盐水入侵数值模型研究

珠江三角洲咸水入侵是一个近年来备受关注的课题。珠江三角洲河道纵横交错,口门数目众多,水动力因素错综复杂。数学模型以其经济、省时的优势成为珠江三角洲咸水入侵预报的主要研究手段。该模型网格采用三角形与四边形结合的混合网格形式,计算区域包括珠江三角洲网河区、八大口门以及外海部分海区。采用同步水文资料对珠江三角洲的盐度场进行了模拟,验证结果显示模型计算的潮位、流速、以及盐度等与实测资料吻合较好,模型成功复演了珠江三角洲的潮流和盐度的变化过程。在模型验证良好的基础上,通过计算1999年和2005年不同地形条件的咸潮上溯情况,可知由于河道地形下切严重已导致2005年咸潮上溯程度明显加剧,给更多居民日常用水带来困扰。     

洋浦港潮流场数值模拟

基于非结构网格下的有限体积法,运用SIMPLE算法和动量插值方法求解二维浅水方程,建立了河口潮流的水深平均二维浅水数学模型,在对模型进行大、中、小潮验证的基础上,对洋浦港LNG接收站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:建设LNG码头前后海域的流场没有明显的变化,对附近海域潮流运动的影响很小。     

在船上进行潮流数值预报的技术研究

采用二维非线性潮流数值模型计算了黄、渤海7000余计算点M2、S2、K1、O1、M4和MS4准调和分潮的17余万个潮流调和常数，依此研制开发了黄、渤海二维潮流数值预报软件，可以在船上即时预报黄、渤海任意点任意时刻的潮流。实验结果表明，潮流数值预报的精度较高，达到了实用的程度，可以较好地为航行船舶服务，保障船舶航行安全。     

一种加速SIMPLE算法迭代收敛的方案及其在河道平面二维水流计算中的应用

一种加速SIMPLE算法迭代收敛的方案是把SIMPLER与SIMPLEC两种算法结合起来,压力值通过求解压力Poisson方程获得,速度修正值计算式也考虑到了邻点速度修正值的影响。对该方案给出了详细的求解步骤,并通过对长江中游安庆河段平面二维水流流场的计算,将该方案与SIMPLE,SIMPLEC,SIMPLER算法进行了对比。结果表明:该方案有着更好的收敛特性,并且能节省数值计算的时间。     

对长江潮区界与潮流界的研究

长江感潮河段长达上千公里,半日潮波自河口溯江而上可直抵安徽安庆以上。在这一河段内,以潮区界划分有潮与无潮区,以潮流界划分水流特性转变区,因此,它们位于何处,对于该地区的经济开发、农业规划、生态环境、航行交通、航道工程、港口建设、航行安全与科学发展等关系密切,意义重大。根据实地调查及其收集的大量资料,经数值模拟与调和分析,皆与实测资料验证,取得重要成果:长江潮区界位于安庆与南京之间,潮流界位于镇江与江心沙之间。但是,这一新概念与传统概念迥然不同,即一般认为,长江潮区界位于安徽铜陵与芜湖之间,而潮流界位于江阴以下。     

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。     

长江口深水航道整治工程影响数值研究*

长江口深水航道整治工程使得南港北槽开通12.5 m水深航道,长江口河势及不同汊道动力条件随深水航道整治工程的完工发生了一系列的变化。利用长江口深水航道整治工程实施前后地形资料,分析出工程对长江口各汊道的地形变化的影响,同时应用上海河口海岸科学研究中心自主开发的平面二维模型模型计算了长江口流场变化,给出南北港、南北潮涨落潮分流比的变化,并分析了导致这种变化的主要原因。     

河道二维数值模拟糙率横向分布研究

糙率是河道对水流阻力大小的描述。文中系统地总结了推求糙率的各种常用方法,分析了糙率沿河道横断面分布的非统一性。采用横断面各个垂线能坡相同的假定原理,利用谢才—曼宁公式,推导出了断面糙率再分配函数。通过点绘多条河流不同河型的不同断面形态的实测水文资料,建立了可应用于平面二维水流数值模拟中阻力沿河宽分布的经验公式,将得到的断面糙率再分配函数应用到对应的河段的平面二维流场数值计算中,计算结果与实测结果吻合良好,解决了计算流速与天然实测流速断面分布不一致的问题,提高了水流二维数值模拟的精度。     

马来西亚达道河二维潮流数学模型

计算域中的达道河水流既有河流径流影响 ,又有外海潮流侵入的影响 ,流态比较复杂 ,为动态的感潮河段。潮流界、潮区界随外海潮流、潮位及上游旱季、雨季径流的变化而摆动。     

长江大保护战略下河口滩涂的保护对策研究

针对长江来沙持续减少引起河口滩涂侵蚀日益严峻的现象,提出长江口滩涂保护的重要性;并以九段沙、横沙东滩为研究典型,探讨分析不同定位滩涂宜采取的不同保护对策。结论如下:对于生态保护区滩涂,宜通过改变外围环境实施滩涂保护、促进滩面缓慢淤涨;对于非生态保护区滩涂,可采取积极主动的护滩措施,且可通过工程有目的地培育高-中-低滩有序分布的滩涂基底,在实现滩涂资源稳定的基础上提升滩涂生态品质,增强滩涂区域功能,积极响应长江大保护战略。