新疆叶尔羌河中游河段水沙运动的数值模拟

采用有限元法离散二维模型方程建立了新疆叶尔羌河中游河段水沙运动的平面二维数学模型,对常微分方程系数矩阵运用质量集中原则近似处理,而后采用"预报一校正一迭代"的差分计算格式求解常微分方程组,该计算过程稳定性较好、效率较高.在动边界问题上.引入虚拟水深处理后,可以保证数值计算的连续性.用该模型对叶尔羌河中游河段的水沙运动进行数值模拟,并把计算结果同实测值进行了对比验证,结果吻合良好.     

基于L-F狭缝法的变顶高尾水洞过渡过程计算

水电站变顶高尾水洞常出现明满流交替的复杂流态。为研究变顶高尾水系统的过渡过程,提出了L-F狭缝计算方法,即通过狭缝模型,将明满两种流态采用同一方程组表示,再采用L-F格式离散建立差分方程组,结合边界、初始条件,即可用于明满流的计算。以某大型水电站为实例进行数值模拟,并与实测数据进行比较。结果表明,计算模拟值与实测数据误差较小,证明该方法可模拟变顶高尾水洞的过渡过程,能较准确地反映系统的暂态特性。     

Preissmann隐式差分格式洪水演算法在汨罗江流域洪水预报中的应用

文章针对汨罗江河道的特点，利用Preissmann四点加权隐式差分格式对圣维南方程组进行离散，求解洪水的传播过程。对差分方程各项系数中的全微分项dA／dz、dB／dz、dα／dz和dK／dz的离散方法进行了讨论，给出了较为有效的数值计算方法。利用汨罗江（加义至黄旗段站控制断面之间河段）950623号洪水过程对模型的验证计算结果表明，水位和流量过程的理论计算值与实测值均吻合较好。     

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     

百色水电站尾水隧洞明满交替流动计算研究

百色水电站运行时，尾水隧洞中有可能出现明满交替流动而使尾水系统对电站运行的稳定性和过渡过程都带来复杂的影响，因此建立合理可行的明满交替流动数值模型是完全必要的。针对现有明满交替流动的数值解法中存在稳定性差的缺点，提出了一种新的计算方法——特征隐式格式法，其主要思路是将动量方程和连续方程转化为双曲型方程组的标准形式进行差分，并通过尾水隧洞水工水力学模型试验专门对该方法进行验证，表明该计算方法是正确的。将谊方法应用于百色水电站的尾水系统动态仿真计算中，并对尾水隧洞洞型进行优化，得到了满意的结果。     

计算管道液压动特性的差分方法

本文对管道液压的动特性进行了数学模拟,它是求解两个自变量一阶拟线性双曲型偏微分方程组的初边值问题。本文采用了对这种问题很适用的一阶偏心四点差分格式与差分方程组的矩阵追赶法,并指出了这种格式的统一性及稳定性、追赶过程的稳定性和迭代过程的收敛性的条件。对此一问题进行了数值计算,其结果与实验数据颇为符合。     

二维不可压缩平板边界层的紧致有限差分法

针对二维不可压缩平板边界层N-S扰动方程,采用高精度紧致有限差分格式,应用空间模式,直接数值模拟了二维不稳定T-S波传播的过程。该算法的时间离散采用三阶精度混合显隐分裂格式,空间离散采用高精度紧致有限差分逼近。法向采用非等距网格方法,出口边界条件采用嵌边函数法。实例验证,该方法计算结果与流动稳定性分析的结果一致。     

通用一维河网不恒定流软件的研究

本文讨论了通用一维河网不稳定流数值计算软件的数学物理基础：(1)扩展的圣维南方程组及其有限差分方程的牛顿迭代方程组；(2)特殊结点的特殊方程及迭代方程；(3)边界条件和初始条件；(4)系统方程的装配和特殊的高斯消元法.最后用一个例子来与其它的软件进行比较。     

带耗散自由面势流方程的Crank-Nicolson有限差分方法数值模拟

该文建立了带耗散自由面势流方程组Crank-Nicolson有限差分方法。通过坐标变换将不规则的水槽区域变换为一个规则的正方形区域,在计算区域构造交错网格,对非线性势流方程组建立Crank-Nicolson隐格式的有限差分方法,设计了流场变量的耦合迭代的算法。数值求解了在无耗散情况下的自由面数值解与解析解的误差,数值解吻合Frandsen的解析解。数值模拟了在不同耗散系数下的自由运动,水平激励和垂直激励下的自由面波高和速度场。数值实验表明自由振动和垂直激励振动随着耗散系数的增加波高和流场速度都减小。在水平激励下的自由面波高和速度场随耗散系数的增加而减小,当波高和速度衰减到一定程度后,自由面保持稳定的波高和速度场,自由面波高出现了耗散现象。     

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。