珠江河口河网咸潮上溯机制的数值模拟

随着全球变暖导致海平面上升和人类活动的加剧,珠江三角洲的咸潮灾害日趋严重,分析咸潮上溯主要动力因素及响应趋势非常必要.构建珠江河口河网一、三维耦合水流盐度模型,对地形、上游主要节点流量以及海平面上升高度进行敏感性试验,利用通量机制分解方法分析不同情况下西江、北江干流的沿程盐通量,探讨河口河网咸潮上溯对主要动力因素变化的...     

长江口Sa分潮数值模拟研究

为更好研究长江口Sa分潮的特性,建立了大通至长江口感潮河段的二维水动力数学模型,通过模拟径流与潮汐共同作用下的水动力过程,并设置上下游不同条件的对照组,分析了河口段Sa分潮的影响因子及响应规律。结果表明,长江河口段Sa分潮由上游径流变化和外海Sa潮波共同作用产生,径流对上游站点影响占优、外海潮波对下游影响占优。径流使得河道内分潮振幅产生了沿程衰减的趋势,这是河口的Sa分潮特征不同于外海的原因,也说明径流是其主要的影响因子;而外海的Sa潮波只给予了其一个沿程定值。Sa分潮振幅只受径流的年内变化大小和外海Sa潮波振幅大小影响,不受平均径流量和平均海面的影响。径流量的变化会导致沿程Sa分潮振幅发生响应变化,且上游比下游站点响应更敏感;外海Sa潮波振幅的变化会使沿程振幅发生大致等量的变幅。三峡建成后河口段Sa分潮振幅有所减小,年际变化减小。     

建闸河口闸下潮波变形数值模拟研究*

我国河口建闸之多,闸下河道淤积之严重,世界罕见。众多学者对建闸河口闸下淤积的机理进行了系统的分析和研究,认为潮波变形是造成闸下河道淤积的动力因素,闸下引河长度(河口到闸的距离)不同,潮波变形的特征也有所不同,淤积形态和特征也不相同。在潮波变形概化物理模型试验的基础上,建立了二维潮流数学模型,通过数值模拟计算,得出了不同引河长度时的潮波变形特征,为预测和分析不同闸址建闸所引起的淤积特性分析提供研究依据。     

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。     

闸基渗流场的有限元法数值模拟

应用有限元法对闸基渗流场进行计算，在计算过程中考虑排水效果和泥沙淤积的影响，得出渗流场的数值解，进而计算静水池的浮托稳定性，最后可确定静水池浮托稳定条件下的安全运用水头。通过对闸基渗流场的有限元法数值模拟，得得了上下游有淤积和无淤积情况下，对应于不同排水效果，拦河闸静水池稳定系数随上下游水位差的变化曲线，为该水利设施的安全运用提供指导。     

基于ARENA的内河船舶过闸调度优化方法研究

内河船舶过闸停泊、登记缴费、等待调度、核对闸次闸号、进入叫号待闸区、进闸以及出闸等环节,流程复杂、影响因素众多,本文提出一种过闸时间的分时段优化的船舶过闸调度方法,对船舶过闸的流程分段进行优化,并以京杭运河某船闸为实例建立了基于ARENA船舶过闸仿真模型,该船闸单线船闸的仿真结果表明,分时段优化累积时间优势明显,可与船舶实际运行时间相匹配,有效缩短过闸时间。     

防风网结构优化及粉尘颗粒运动数值模拟

应用流体力学计算软件FLUENT对25%开孔率下不同形式的新型导流板式防风网流场进行了模拟。比较了常规直立式防风网和不同导流板弯曲长度和弯曲角度组合的导流板式防风网后物料堆垛表面的风速、湍流强度以及剪切应力的分布规律,并用离散相模型预测了网后堆垛表面粉尘颗粒的运动轨迹。研究结果表明:导流板式防风网减小了来流风对堆垛的直接作用,提高了防风抑尘水平。     

战场抢修多目标多分队调度优化研究

基于多目标的战场抢修分队调度优化问题一直以来是装备指挥管理部门关注的问题之一.通过约束转换,确立了采用遗传算法进行多目标优化调度的模型,并详细地说明了遗传操作方法的设计,实例验证了遗传算法在多目标多分队调度问题处理过程中的有效性.     

风浪联合作用下多台浮式风机的数值模拟

以3台串列排布的NREL-5 MW半潜式浮式风机为研究对象,采用FAST.Farm软件对其进行全耦合仿真,通过设定不同风浪联合作用的工况,分析不同风浪联合作用下多台浮式风机的发电功率以及载荷变化情况。结果表明：在湍流风和不规则波联合作用下,当实际风速低于额定风速时,下游风机在上游风机尾流干扰下致使发电功率和载荷波动较大;当实际风速大于或等于额定风速时,下游风机的发电功率和载荷波动较小,基本不受上游风机的尾流干扰。结果验证了浮式风机更适合深海高风浪区域,可为今后建立深海海上风电场提供参考。     

东海内潮的模拟研究

本文运用HAMSOM三维斜压陆架海洋模型,在东海海域模拟M2内潮,并计算内潮能通量。研究表明,东海内潮主要在冲绳海槽和琉球海沟区域产生,产生区域内潮振幅、能通量均很大,分别向浅海陆架和深海大洋传播,主要向深海大洋传播,内潮能通量基本沿黑潮路径分布,吐噶喇海峡附近内潮能通量值最大,方向沿黑潮流向。     

湘江船闸的过闸调度算法研究

船闸调度主要任务是确定排哪些船舶及其各自在船闸中相对位置,是一个多目标非线性规划问题。为解决此问题,首先建立调度数学模型,通过研究调度算法进行求解,试验证明船闸面积利用率比前期提高,工作效率得到改善。     

基于一维盐度模型的珠江河网咸潮上溯距离分析

建立珠江三角洲河网整体一维水动力、盐度数值计算模型,此模型涵盖了整个珠江三角洲河网区,验证结果良好。在此模型基础上,对2001年枯季和2005年枯季珠江三角洲咸潮上溯情况进行模拟计算,模拟结果表明,0.5‰盐度线在整个河网区域呈现出向右倾斜的“S”形,2005年枯季咸潮平均上溯距离达到了32.4 km,这几乎是2001年枯季的2倍。进一步利用模型模拟4种不同来水情况下的咸潮上溯距离的变化情况,对4种来水流量下的咸潮上溯距离进行分析,发现当上游来水平均流量减少将近0.5倍时,下游8大口门处咸潮上溯平均距离将增加1倍左右。     

挡潮闸外迁对闸下水动力特征影响的概化模型研究

以苏北沿海的王港河口为原型,建立潮汐河口三维水动力概化数学模型,分别对挡潮闸迁移前、后的闸下水动力过程进行模拟。通过对比闸下潮位、流速及流向的特征变化,分析挡潮闸外迁的相关影响。结果表明:挡潮闸外迁后,闸下潮波变形现象减弱,涨、落潮历时趋于相近、不对称性减弱,有利于改善涨落潮流输沙不等现象;闸下水动力环境增强,平均流速增大,垂向各层流速的分布更加均匀,且表、底层流速比增大,有利于加强闸下冲刷、减轻淤积;闸门外迁对河口外的流速分布影响较小。上述结果可为类似的强潮流河口挡潮闸外迁论证以及外迁后的闸下淤积研究提供参考。     

基于数值模拟的多用途船风阻力优化研究

以19000t多用途船为研究对象,提出一种基于数值模拟的风阻减阻优化方法。首先,模拟计算迎风状态下船体和上层建筑的风阻力;然后,根据风阻力高压力区域分布结果定性设计风阻力减阻结构方案;最后提出一种基于数值模拟优化的最优减阻结构计算方法,定量计算出最优的风阻力优化结构设计方案。     

船舶动态多速度点的数值模拟研究

为了保障船舶安全,要求船舶沿航行线路稳定航行,当前船舶航运事业不断发展,船舶航行速度受环境、天气、洋流等多种不确定因素的影响,因此当前对船舶动态速度的研究仍存在较多困难,难以对其进行准确计算,易导致船舶航行晚点甚至超速碰撞等问题。基于上述原因提出结合水面微幅运动动力分析的方法对船舶动态多速度点数值进行模拟研究,对船舶的航行速度和水流速度进行综合分析和数值模拟,对湍流模型进行设计和计算,并将结果与实际检测数据进行比较,以便对该算法的准确性进行检验。最后通过仿真实验结果证实,该算法对船舶动态多速度点的数值模拟研究效果较好,计算与船舶的实际航行速度检测结果基本吻合。由此证实通过利用水面微幅运动动力分析法对复杂船型流动速度问题进行研究,可有效对航线阻力、伴流等问题,以便对船舶动态多速度点数值进行准确计算,并及时给出与船舶运行实际情况相一致的结果,以保障船舶安全航行。该方法为船舶航行速度优化计算方法提供重要的参考依据。     

港口煤炭堆场防风网防尘效果数值模拟研究

在港口防尘措施中,常用防风网减少煤堆向空气中排防粉尘的数量,防风网的这种屏蔽作用主要是通过风洞模拟实验加以研究的,但由于其研究成本较高,限制了很多项目研究工作的开展。以秦皇岛港煤炭堆场为例,采用计算流体力学(CFD)技术对堆场防风网建设方案进行了数值模拟计算,利用美国环境保护局推荐的煤炭堆场起尘量计算公式对计算结果进行处理,通过对各种布置方案的起尘量计算来确定港口煤炭堆场的防风网建设方案。通过防风网的数值模拟计算方法,短周期低成本的完成了各种方案的对比,为防风网的建设提供很好的技术支撑。     

现代煤炭港口卸车联合调度优化问题研究

现代煤炭港口由传统装卸服务向综合物流服务转型过程中,对港口整体调度的智能性与效率性要求提升到新高度,因此需要以系统论的观点解决煤炭港口的联合调度优化问题。针对影响卸车调度的关键问题,综合考虑车流集中到达、列车限制性调度等因素,以现代煤炭港口生产工艺流程为基础,重点研究现代煤炭港口卸车联合调度优化,构建以待车时间最短、作业时间最短且关联堆场作业动态的卸车联合调度优化模型(火车-翻车机-堆场联合调度优化模型),运用相应优化策略,分析优化模型,实现卸车调度各环节智能化的最优解决途径。     

汉江襄阳以下梯级枢纽联合优化调度研究

在梯级航运枢纽运行中,需要通过枢纽联合调度系统协调好各项任务,实现综合效益最大化。针对汉江崔家营枢纽和雅口枢纽的运行目标,通过分析发电效益和通航基流保障率之间的制约关系,基于FPGA对其开展联合优化调度研究。文中建立了以周为计算时段的调度模型,提出了以综合考虑航运与发电两种情况为目标的枢纽联合优化调度方案及优化调度准则,并对提高汉江襄阳以下梯级枢纽通航基流保障率做了初步的探讨。     

天津大沽河5万吨级航道工程泥沙数值模拟研究

天津临港工业区根据需要拟在海河口南治导线北侧通过大沽河开挖一条5万吨级通海航道.通过建立潮流、波浪、泥沙数学模型,利用现场水文、泥沙实测资料对航道开挖后在海洋动力条件作用下的泥沙淤积进行了计算预报,为工程的建设与设计提供了科学的依据.