河口汊道不恒定流有限元数值计算

本文根据迦略金加权剩余原理,推导了河口不恒定流有限元数值计算模式。本模式在空间方面采用二结点线性单元,在时间方面采用加权隐差分格式,对汊道及网河采用分级计算,可使一个大型代数方程组简化为仅包含汊口水位的小型代数方程组。模式具有节省内存,便于编制程序和节约计算时间的优点。 最后利用瓯江分汊河口实测资料进行验证,计算结果与实测资料和水流模型试验结果接近一致。据此进行了工程方案计算,结果与模型试验资料符合较好。     

不同差分格式对伶仃洋数值计算的影响分析

对伶仃洋水动力进行数值模拟,水流运动方程在空间上采用有限体积法离散,速度水位耦合求解采用SIMPLCE算法,研究对流扩散项的不同离散格式对数值计算精度影响.通过计算得出以下结论,采用不同的差分格式对伶仃洋治导工程进行模拟,计算潮位变化规律一致,并且数值很接近,从这一角度看,不同的差分格式对工程影响评估没有影响.     

流域洪水模拟

通过对流域水流运动规律的分析，将流域的水流概化为调蓄单元的零维模拟、河道水流的一维模拟、行洪区水流的二维模拟、联系的处理及无资料径流的处理，对各部分的特点，采用相应的数值方法，统一进行求解，即构成了流域洪水模型，最后以淮河中下游段为试验区，进行了洪水还原计算，结果令人满意。     

二维溃坝波遇障碍物的水流泥沙数值模拟

本文通过对浅水方程进行Godunov差分离散和对泥沙运动方程进行一阶迎风差分离散，建立了平面l二维溃坝水流泥沙数值模型。在算例中计算了溃坝波遇障碍物后的水流反射、绕射及泥沙冲淤，计算结果表明，溃坝波遇障碍物后会产生明显的反射和绕射，并在障碍物前形成壅水、障碍物的侧面会发生剧烈的冲刷，障碍物前后则会发生局部淤积。本模型能够较好地模拟溃坝间断水流的运动，结果符合水流泥沙运动的基本规律。     

溃口近区二维数值模拟与溃坝洪水演进耦合

基于黏土心墙砂石坝的溃决过程,以及溃坝洪水传播和运动的特性,建立黑河金盆水库大坝溃口近区二维数值模型和下游地区溃坝洪水演进耦合数学模型。使用DAMBRK法计算逐渐溃坝,并应用其结果进行后续模拟。采用Abbott-Ionescu六点隐式有限差分格式求解一维模型,采用单元中心的有限体积法求解二维模型方程。采用侧向连接方式,将黑河两岸计算水位点与二维网格单元相连,实现一、二维模型的耦合。采用所建立的二维模型对溃口近区进行计算与模拟,得到计算区域某一时刻的水深及流速分布。应用所建耦合模型对黑河金盆水库万年一遇入库洪水漫顶致溃坝洪水进行数值模拟,得到一维河道内各断面的水位和流量变化过程,以及二维计算区域内不同时刻的水深分布图、流速矢量图和淹没范围变化过程。溃口的形成过程不仅包括漫顶水流的直接作用,同时包括溃口形成过程中两侧漩涡状水流的反冲刷作用。耦合模型可以同时兼顾河道内的水流变化以及河道外计算区域内的洪水演进过程,从而减少由于计算结果偏大或偏小所带来的防洪资源浪费和防洪措施不利等不良影响。     

水沙河口衔接数学模型的研究及其应用

在河口水流、泥沙数值计算时提出一、二维衔接的数学模型.根据一、二维水流连续方程、运动方程、悬沙扩散方程、两相流底沙运动方程、床面演变方程,对一维河道采用河网三级联解法、迎风差分格式,对二维海区采用有限元加权集中质量法、三角差分格式,建立水沙河口衔接数学模型.将此模型应用于天津泰达永定新河河口工程的研究上,经实测水沙资料验证,计算值与实测值基本吻合.为河口改造时引起的河道与海区的水流及泥沙稳定性问题提供了可行的研究方法.     

过堰水流数值模拟研究

文章运用FLUENT软件,以某城市景观河道的水流为研究对象,对小型实用堰的过堰水流进行了数值模拟研究。对过堰水流进行了数值模拟,采用FLUENT计算软件中的RNG k-ε模型(即重整化群k-ε模型)建立了三维水-气两相流模型,由于过堰水流水气交界面的波动较大,故选择VOF方法对水流的水气交界面进行跟踪模拟。控制方程的离散方法则采用有限体积法,并采用迎风差分格式进行空间离散。     

有限单元法用于明渠水流

绪言在水力学领域中明渠水流是一个曾经详尽实验与理论研究的课题。理论工作者关心的是用分析法研究特种波型以及采用数值法计算完全随时间变化的方程,其数值解的方法就是有限单元技术,〔见参考资料7与10的例子〕。这种方法与有限差分技术(8)比较优点较多,近年来常用于定边界与不定边界值问题的数理解。本文论及有限单元法(fem)与加纳金(Garlerkin)原则联合用于明渠水流一维不定边界非线性方程,有如手册(1、3、4、9)所述。我们研究一条直的水平渠道,具有均匀梯形横     

大江河口三维非线性斜压水流盐度数学模型

本文建立了河口三维非线性斜压水流盐度数学模型。该模型通过。坐标变换，使整个水域垂直方向可采用相同的分层。基于过程分裂法，将三维流动分成表面重力波（外模式）和内重力波（肉模式）。外模式采用改进型双步全隐有限差分DSI法进行计算，内模式利用欧拉-拉格朗日公式，改进三维垂直方向隐式格式，减小了数值耗数，提高了计算精度及稳定性。该模型应用于长江口三维盐水入侵计算，结果表明水流盐度分布与实测一致。     

复杂边界多建筑物的河道水流数值模拟

用二维浅水有限单元对邵仙水利工程多建筑物的河道水流进行了数值模拟，在对隔水墙及系船墩进行简化处理后，闸的两种运行工况下的计算结果表明，隔水墙可平顺进闸水流；新建系船墩对通航不利。     

明渠均匀流流速横向分布的涡黏性模型

为了研究明渠水流的运动特性,开展了明渠水流流速横向分布数学模型的研究。本文根据量纲分析方法和实验资料,得到水流横向剪切作用下横向涡黏性系数的关系式;基于均匀流的水流运动方程,按照有限差分方法,建立流速横向分布计算模型。该模型具有计算简单、快捷和精度较高的优点,且数值计算不受横向涡黏性系数的结构形式和断面形态的影响。采用明渠水流实验资料验证数学模型,数学模型计算的流速横向分布与实验资料较一致,具有较高的理论意义和应用价值。     

部分植被明渠水流流动特性三维数值模拟研究

利用在sigma坐标下含有植被明渠水流三维数学模型,湍流模型采用鲁俊修正的Smagorinsky模型,用分步算法和有限差分离散求解控制方程,数值模拟研究了部分植被化明渠水流流动特性。分析了植被区域内流速和切应力分布特征以及明渠水流的流量和植被密度的关系,数值计算表明植被密度增加,明渠水流的流量减小,但随着植被密度增加超过一定定值,明渠水流的流量不变。     

地下水流与河网水流的耦合模型

从河道水流一维不稳定流(扩展的圣维南方程组)有限差分的递代方程和地下水的有限元数值方法出发，通过河道四周地下水流与河道水流的交换流量把两个模型数值计算的矩阵方程从理论上耦合起来.理想水文流域系统的计算结果表明，模型的设计是合理的     

黄河三门峡库区一维泥沙学模型

本模型是从水流泥沙运动的基本方程出发，对宽浅河段横断面采用剖分单元的处理办法而建立起来的。模型计算采用差分法，将不恒定流概化为恒定流求非耦合解。经用１９７５～１９８１年的实测资料进行验证，得到的模型计算的有关结果与实际符合较好。     

黄河三门峡库区一维泥沙数学模型

本模型是从水流泥沙运动的基本方程出发，对宽线河段横断面采用剖分单元的处理办法而建立起来的。模型计算采用差分法，将不恒定流概化为恒定流求非耦合解。经用１９７５－１９８１年的实测资料进行验证，得到的模型计算的有关结果与实际符合较好。     

平面域三角形网格的自动剖分

利用前沿生成法生成平面计算区域的三角形单元，提出了最小角最长边原则，并用该方法生成的三角形单元网格运用到思贤溶水流数学模型计算中，取得良好的效果。     

有限单元法用于明渠水流

在水力学领域中明渠水流是一个曾经详尽实验与理论研究的课题。理论工作者关心的是用分析法研究特种波型以及采用数值法计算完全随时间变化的方程,其数值解的方法就是有限单元技术,[见参考资料7与10的例子]。这种方法与有限差分技术(8)比较优点较多,近年来常用于定边界与不定边界值问题的数理解。本文论及有限单元法(fem)与加纳金(Garlerkin)原则联合用于明渠水流一维不定边界非线性方程,有如手册(1、3、4、9)所述。我们研究一条直的水平渠道,具有均匀梯形横截面(图1)。该渠道联结一片沼泽地与一条河流,并作为沼泽地的排水道。假定沼泽地水     

船闸复杂分散输水系统输水数学模型研究

在推导复杂分散输水系统非恒定流通用的数学模型基本方程的基础上，给出了其在各种输水系统中的应用形式，提出了基本方程求解的全隐差分格式。验证计算结果令人满意。通过数值计算，对出水支孔流量分配规律系统地研究表明，支孔边缘形状，支孔间距和廊道水流损失对支孔流量分配均有影响。     

以流域为单元的城镇生活污水排放量估算方法

以北运河流域为研究对象，借助GIS工具，采用网格单元面积权重内插法空间展布研究范围内的人口，获得水流汇集单元内的人口分布，汇总得到研究区域内非农业人口数为1726万，将其乘以城镇生活污水排放系数，计算得到以流域为单元的城镇生活污水排放量，汇总得到研究区域内城镇生活污水总排放量为8.99亿t/a。经统计数据验证，计算结果合理，表明以流域为单元的城镇生活污水排放量估算方法是可行的。     

水锤特征线方程的一种等时距计算格式

本文推导了压力输水管中一维非恒定水流特征线方程的普遍差分形式；为克服声速变化时，特征线弯曲给计算带来的困难，引用Ｍａｓｓａｕ积分法；为更灵活地控制计算时距，采用了任起算点浮动的一种等时距方法，给出了一些边界，间断的处理方法。作为例举，将计算结果与Ｓｔｒｅｅｔｅｒ的试验数据进行了比较。