三维紊流数值研究

本文针对复杂三维水流所具有规则边界、自由表面及各向异性，引入通度概念处理不规则计算边界，用ＶＯＦ法追踪自由表面，采用修正的ｋ－ε模型封闭Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程，分别计算了实用重力坝及其下游戽式消力池中水流流场和一个三维水跃流场。计算结果较好地与实验结果符合。     

不规则波在一种复杂断面海堤上越浪的数值模拟研究

以不可压缩黏性流体的Navier-Stokes方程为控制方程,利用VOF方法追踪运动的自由表面,建立了立面二维数值波浪水槽。基于经典溃坝算例验证了数值模型的可靠性,然后采用动边界造波技术生成不规则波浪,对复杂断面海堤上的不规则波越浪进行了模拟和分析,计算结果与实验结果符合。     

溢流坝坝面水流数值模拟及其验证

采用修正的Ｋ－ε模型封闭Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程作为紊流控制方程，引入通度概念处理不规则边界，引用ＶＯＦ法追踪自由表面，对溢流坝坝面水流进行数值模拟。模型试验验证结果表明，采用本文建立的数学模型对溢流坝水流进行数值模拟是可行的。     

三维水流数值模拟

本文针对三维水流特性，引入通度概念处理不规则计算边界，用ＶＯＦ法追踪自由表面，采用修正的Ｋ－ε模型封闭Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程，分别计算了溢流坝水流及消力池中水跃．计算结果较好地与实验结果符合．     

水库坝前冲刷漏斗形态三维水沙数学模型研究

利用"动刚盖法"处理自由表面边界,结合水库坝前水沙运动规律导出坝前局部床面泥沙边界条件及泄流初期河床滑塌变形的判别条件,通过坐标变换建立坐标系下水库坝前冲刷漏斗形态三维水沙数学模型.分别利用正向和侧向底孔泄流条件下冲刷漏斗水槽试验资料对模型进行验证.模拟结果表明,不同泄流方式下底孔附近三维水流结构、横断面、纵剖面及平面形态特征等均与实测资料基本一致,模型关于自由表面边界、近底泥沙交换条件、河床纵坡、横坡滑塌处理是合理的.     

淹没水跃的数值模拟

本文通过求解时均N－S方程κ－ε紊流模型，数值模拟了淹没水跃由静止到最终稳定的全过程。采用隐式非正交同位网格有限体积法离散控制方程组，利用动网格技术跟踪自由表面，并由Orlanski开边界条件得到无反射的出口边界。文中给出了淹没水跃在不同时刻自由表面形状、内部流场结构和流速矢量的变化情况，并与试验资料进行了比较。结果表明，本文方法能够准确有效地描述淹没水跃这类复杂自由表面流动的紊动特性。     

三维动边界破开算子法不恒定流模拟研究

本文以静水压强假定下的大尺度三维水流方程为基础，对微分方程采用混合破开算子法求解，并引入了透水介质法处理动水边界、自由水面边界和床底边界，将动边界问题转化为定边界问题求解，对大尺度水体中的恒定与非恒定流动进行了成功的模拟计算。     

平面二维非均匀沙数值模拟方法

本文基于三角形网格划分，从平面二维水流泥沙的基本方程及基础理论出发，针对方程的基本特性采用剖开算子方法，将水流运动方程及悬移质扩散方程剖分成对流、扩散及传播三部分并提出了各自相应的计算方法；连续方程采用有限体积法进行计算，保证了水量的守恒；泥沙计算中采用平面二维非均匀沙水流挟沙力公式，并着重对河床冲刷过程中悬移质含沙量、级配，床沙级配等沿时空变化特性进行了计算分析，模拟了概化河道中床沙抗冲层的形成过程.数值实验表明，该方法边界符合良好，计算量小，能准确地模拟河床冲刷过程.     

河口准三维涌潮数学模型研究

本文依据近年来计算流体力学在计算格式方面的最新成果，提出了一种用于计算包括涌潮在内的近海三维流场的数学模型。模型中，控制方程采用。坐标变换形式；底部摩阻采用对数流速率；运用肛k-ε紊动模型计算垂向紊动粘滞系数，使模型较好地给出水平速度的垂向分布。数值方法上，采用有限体积法离散方程，并用Osher格式计算有限体积交界面通量，使得模型可高精度地捕捉间断；水平方向用无结构三角网格，较好地适应不规则形状边界；用该模型模拟了明渠均匀流和概化河口涌潮的水流运动规律。计算结果表明模型可用于河口区涌潮流场计算。     

一种消除水动力求解中不规则频率影响的边界元法

本文提出一种扩展积分方程方法，用于消除浮体剖面水动力系数计算中不规则频率的影响。这种边界元方法采用源－偶混合分布，除了在物体表面分布奇点外，在物体内部水线面上也分布奇点。所提出的积分方程有唯一解，从而完全消除了不规则频率的影响。对浮体水动力系数的比较计算证明了该方法的有效性。     

澜沧江源扎那曲莫云段河型判别初步分析

澜沧江源地处青藏高原唐古拉山北麓,比邻长江南源当曲,人迹罕至。为了进一步认识澜沧江地貌特征、尤其是河流地貌,得出河流地貌演化、河床冲淤演变的一些基础资料,通过实地考察,采集数据与图像,结合现有河型判别方法,对澜沧江西源扎那曲莫云河段的河型进行判别。结果表明:莫云河段河道边界约束较弱、河床稳定性较差,在顺直-弯曲-分汊-游荡的河型分类体系中,各家判别式一致判定莫云河段为游荡河型;在顺直-弯曲-辫状的河型分类体系中,则一致判定为辫状河型;最后结合国内的河流特点和主流分类体系,可以确定莫云河段属于游荡河型。实地考察资料和河型的判别,可为进一步研究澜沧江源的河流地貌提供参考。     

塔里木河干流河道的河型及其成因

通过分析塔里木河水沙条件、遥感地形河势资料 ,作者深入研究了塔里木河干流河道的河型及其成因 ,指出和论证了塔里木河干流河道存在着游荡型、弯曲型和过渡型三种河型 ,阿拉尔至沙雅县鹿场附近河段 (新其满河段以上河道 )为游荡型河道 ,新其满下游的曲毛格金至恰拉水文站 (新其满河段以下河道 )为弯曲型河道 ,恰拉以下属于不规则的弯曲型 (微弯 )河段 ,沙雅县鹿场至曲毛格金河段 (新其满河段 )属于过渡性河段 ;河道边界条件和来水来沙条件仍是决定塔里木河河型的主要因素 ,其中由塔里木河两岸密灌林和胡杨林形成的密疏植被边界条件在形成干流不同河型方面发挥了重要作用     

河流伦理--维持黄河健康生命的人文基础

以辩证法的观点推论河流是有生命的.河流有自然生命和文化生命,并与人类共同发展经历了神话、妖魔化、工具化三个历史阶段.河流拥有完整性、连续性、清洁性、用水和造物五种权利."维持黄河健康生命"的理论框架正是在"河流生命"的概念基础上提出并逐步加以完善的.     

长江下游马鞍山河段河道治理初步研究

 归纳总结了长江马鞍山河段基本情况、近期河道演变特点和河道治理概况;根据现有河势条件及近年崩岸险情,分析指出了目前本河段存在的主要问题;结合河道治理规划情况,探讨了下一步河道治理措施。研究认为：河势调整工程是该河段整治的关键,重点是通过数学模型和河工模型试验研究提出河势调整工程方案;主要是在左岸新河口一带布置导流工程和上下何家洲及心滩串沟封堵并岸工程,并辅以江心洲尾的何家洲尾挖槽工程。鉴于整治工程的紧迫性和时效性,建议相关部门尽快开展相关前期工作,为整治工程早日实施创造条件,进而实现该河段河势的稳定。     

淮河中游河床倒比降的形成、演变与治理

淮河中游河床倒比降的形成机制有二：（１） 淮河入洪泽湖河口形成与地貌演变；（２） 洪泽湖湖底淤高。５０年代以来，由于淮河中上游大量水库和蓄洪区的兴建、中游地区水土保持，使河流输沙量和含沙量不断减少，淮河中游河床处于侵蚀状态，河床倒比降又有新的发展。在严重的水资源紧缺形势面前，根治倒比降的关键措施是洪泽湖反季节运用、下游直流入海。     

黄河下游河槽萎缩与防洪

河道的形态是在一定边界条件下来水来沙过程长期塑造的结果，通过定性分析探讨了河道滩槽结构形成的机理，证明了天然河流中滩槽稳定结构是洪水与枯水长期作用的动态平衡结果，来水来沙条件的趋势性改变将导致滩槽结构的改变，在一定条件下甚至出现无明显主槽的局面，一些季节性河流的例子进一步证实了这种推论，从黄河下游这些年河床变化的特征分析，如不能有效改变长期断流和主槽泥沙淤积状况，大堤约束较小的河南河段也有向无明显主槽的完全游荡性河流变化的趋势，顺堤行洪，大堤偎水的频率将大大增加，从防洪减灾角度出发，提出了黄河下游今后河道治理可能主要在于来水来源的合理调度，河道河势控制工程的管理和滩区防洪减灾软环境的建设等几个方面。     

汾河下游防洪工程新绛县河道截流工程施工

文中介绍了汾河下游防洪工程新绛县河道截流施工过程,第一次截流工程没有成功,通过分析失败的原因并采取了合理的技术措施,最终工程顺利完成。     

维持河流健康生命研究

河流与健康相结合是可持续发展和社会价值进步的必然结果,维持河流健康已成为河流管理的一个热点问题。河流是有生命的,类似于有机生命体的健康,我们可以用健康来描述河流的生态状况,河流健康概念寻求利用生物或生态评价方法来完善传统的物理一化学评价方法。河流健康的度量对象包括：堤岸、河床、河水感观、水质指标、水生无脊椎动物指标和鱼类指标等。河流健康评价指标应包括：生态指标、物理化学指标、社会经济指标和人类健康指标。要维持河流健康,应加强河流水资源配置、水质、河岸地和河道等4方面的管理。     

沁河下游河势变化分析

根据沁河下游1983—2011年的主流线套汇图分析,五龙口—伏背河段河势比较稳定;伏背—丹河口河段,上段河势变化不大,下段受支流汇入的影响,河势变化较大;丹河口—武陟为过渡型河段,沙质河床,河势游荡多变,近期来水量较小,河势上提严重,溜势多变,形成"横河"、"斜河"、S形等畸形河弯,危及堤防安全;武陟—沁河入黄口为弯曲型河段,河势变化不大,仅表现为河势的上提下挫。其原因是沁河下游没有进行过系统的河道整治,河道工程均为险工,没有控导河势的作用。建议尽快开展沁河下游的河道整治,以提高沁河下游堤防工程的防洪能力。     

长江流域河流泥沙与治河防洪研究及实践

按照河流与泥沙基本理论研究、河流水沙模拟与专题研究和长江治理与防洪实践应用3个领域,对长江流域河流泥沙与治河防洪研究及实践进行综述。①河流与泥沙基本理论研究包括河流分级、干流河道分段与河势贴体网格等河流分类及形态研究,以及泥沙分界、长江水沙变化与输沙地形对比等泥沙特性及运动研究。②河流水沙模拟与专题研究包括河流水沙模拟研究与河流水沙专题研究,河流水沙模拟研究涉及河流水沙数学模型、应用及关键技术;河流水沙专题研究列举了弯道水流基本特性及数值模拟、空腔回流区水沙特性及模型变态影响研究,以及河湖岸线洲滩利用对河湖功能影响研究。③长江治理与防洪实践应用包括重大治江工程(三峡、葛洲坝、南水北调)研究、治江重大问题研究和长江防洪实践应用3个方面。建议加强基于泥沙的河流研究、不限于河流的泥沙研究以及河流与泥沙相互影响研究,并强化河流泥沙理论研究与治河防洪实践应用之间关联研究与成果转化。