几种桥墩概化方法在MIKE 21FM模型中的应用及适用性分析

为更好利用MIKE 21FM模型进行桥渡水力计算,将直接模拟法、加糙法、等效阻水面积法和地形折算法几种桥墩概化方法应用于MIKE 21FM模型。通过一个工程计算实例,综合比较几种概化方法在模拟准确度、计算效率和建模难度等方面的优劣。建议根据不同类型工程的精度和计算效率需求,采用适合的桥墩概化方法,以获得满足工程需要的效果。     

水库泥沙淤积形态的数值模拟计算与试验研究

针对水库水流和泥沙淤积特点,将水库进行物理模型概化处理,修建长6 m,宽2 m,高0.5 m的概化物理模型;以其模型试验结果验证了采用Eulerian两相流模型、标准k-ε紊流模型及推移质冲淤计算模式,计算的水沙淤积形态,并将该数学模型应用于实际水库工程中,初步分析了水库库尾泥沙淤积形态与库岸坍塌破坏的相互作用关系。     

一维非恒定流数学模型参数若干问题研究

一维非恒定流数学模型能较合理的模拟河道水流演进,广泛应用于洪水及水污染预警预报.采用Preissmann隐式差分格式构建模型,通过在虚拟概化河道的计算,对W形河道断面概化及模型主要参数进行分析,提出天然河道W形断面概化处理方法,得到主要参数与计算结果的相关关系,为模型参数率定及取值合理性分析提供参考依据.     

基于产汇流理论的设计洪水推理公式方法改进

北京水科院推理公式法的建立、发展及成功应用,是我国水文科学的重要成就之一。水科院法是推理公式的优化,该方法考虑了暴雨时程的变化,在净雨分析时引入产流历时的概念,采用暴雨及平均损失强度进行洪水计算。近年来,实践验证及综合分析表明,水科院法采用的关键参数平均损失强度概化设定存在不确定性。损失强度概化设定实质是设计暴雨推求净雨过程中的扣损问题,而净雨计算可依靠目前较成熟的产汇流理论。利用降雨径流相关法,可推算出最大汇流历时的净雨量,也可计算净雨过程,得到净雨过程与断面出口洪水的对应关系,以避免损失强度概化设定的不确定性,使洪水计算结果接近实际,从而完善了推理公式法。     

桥墩阻力概化软件在大型涉水桥梁工程中的应用

在大型涉水桥梁的壅水影响数值模拟计算中,由于桥墩尺寸相对较小且数量较多,若通过人工运用经验公式逐一计算每个墩柱的阻力,不仅计算过程繁琐,且极易出错。开发了一套软件平台,对桥墩数量超过400个的港珠澳大桥进行了概化计算。该软件结合建立计算范围内的网格数学模型,提取每个桥墩的边界坐标点数据,分别存放在相应的文件里以供经验公式计算时调用;通过软件的运行,可准确地将每一个桥墩的影响自动概化到离其最近的网格节点上。计算得到的桥墩阻力概化结果与港珠澳大桥的布设情况基本相符,能够提高桥墩概化计算的准确性和高效性。     

荆江-洞庭湖河网水流数值模拟与分析

据荆江-洞庭湖水系1998年实际地形资料,对荆江-洞庭湖区进行河网概化处理,建立了荆江-洞庭湖河网数学模型;采用1998年7月2日～8月27日实测资料进行验证计算,并对荆江分洪区假定分洪的情况进行模拟.结果表明:模型计算值与实测值吻合较好,能模拟荆江分洪区启用对下荆江河段的分洪作用.对荆江-洞庭湖复杂边界条件的概化比较符合实际情况,可以模拟边界条件复杂的河网.     

桩群数值模拟中的概化方法研究

建立数值水槽,将小尺度桩墩作为陆域边界直接模拟,利用有限单元法和三角形加密网格计算桩群影响下的二维流场.提出利用等效阻力法对桩群进行概化的研究思路,即将较为密集的原桩群概化为形式更加简单的其它形式桩群,并保证概化前后的桩群绕流阻力相等.计算结果表明这种概化方式可以有效逼近原桩群引起的水位、流速变化,且对上下游大范围流场的影响与原桩群比较处在可以接受的误差范围内.此外文中也对等效阻力法和等阻水面积法概化的效果进行比较,结果显示等效阻力法较等阻水面积法更优,具有工程应用前景.     

桥渡壅水对河道水位流场影响二维数值模拟

采用Simple算法建立了一套河道平面二维水流数学模型.针对桥渡壅水问题,提出了两项措施来进行桥墩的概化:①局部地形修正,主要通过增加桥墩所在节点的河底高程来反映桥墩对河道过水面积的压缩效果;②局部糙率修正,主要通过加糙来反映桥墩的阻水作用.通过对工程问题的计算验证其效果,选取赣江神岗山-井冈山拟建的阳明大桥长约7.5 km的河段作为计算河段.地形采用2000年实测河道地形图.计算网格采用边界层坐标系下河道拟贴体正交网格.网格节点数为73×70个,计算结果较好地反映了建桥前后桥墩附近水位流场的变化情况,说明桥墩概化较为合理.     

SNS柔性主动防护网承载能力及防护设计研究

SNS柔性主动防护网以其卓越的防护性能广泛应用于边坡工程。由于其材料均为柔性材料,且主动防护网覆盖的边坡地形、地貌相对复杂,工程设计中一般采取保守的钢丝绳抗拉强度进行设计,对主动防护网的受力分析比较困难,从理论角度目前仍然没有较为成熟的计算方法;文章以实际工程为依托,运用概化分析方法计算SNS柔性主动防护网(菱形网)钢丝绳的承载能力及防护能力,为SNS柔性主动防护网在工程运用提供理论依据。     

透空式防波堤结构概化对流场影响的试验研究

河工模型试验中，工程建筑物按模型比尺缩小后尺寸通常很小，模型制作十分困难。在试验中通常采用结构概化的方法来解决这一问题，但目前如何概化还没有理论计算可循，只能通过水槽试验来获得概化结构的尺寸，使得概化后的结构便于制作，同时又满足对水流影响与设计结构等效或差异较小。详细叙述了飞云江某渔港河工模型试验中透空式防波堤结构概化的问题，其方法在同类河工模型试验研究(如桥梁阻水等)中具有借鉴意义。     

中小型淤地坝泥沙淤积量计算方法初探

淤地坝在解决黄河洪水泥沙问题、确保黄河安全方面发挥了重要作用,对淤地坝坝区控制面积内泥沙淤积量的准确计算,对淤地坝设计具有重要意义。根据淤地坝坝内淤积特征,可采用实测法、水文比拟法、淤积体规则概化法、坝区泥沙淤积粗估法等计算泥沙淤积量。     

基于MIKE21二维数值模拟的不同桥墩概化方式下河道壅水计算结果对比分析

以梯形断面河道为基础,采用MIKE21软件,建立河道平面二维水流数学模型。通过3种不同桥墩概化方式:(1)桥墩视为陆地边界,桥墩内部网格不剖分,不参与数值计算;(2)桥墩处局部地形修正法;(3)桥墩处局部糙率修正法,模拟桥墩壅水问题。对比分析3种概化方式壅水计算结果,得出3种不同概化方式各自的适用性及优缺点,对实际工程应用具有一定指导借鉴意义。     

平原河网地区骨干河道河网概化排涝复核计算初探

滨海平原河网地区由于河道淤积造成引水、排水能力下降，从而导致河道不断恶化，因此骨干河道的规划整治迫在眉睫。本文在分析南通市滨海平原河网特性的基础上，考虑感潮河网的特点，对所涉及范围内的河道进行概化分析，提出了基于河网概化的滨海平原河网地区骨干河道排涝复核计算方法。该方法实现了河网水力计算的自动化分析处理，增加了规划设计的科学性和合理性，并为水质模型、水环境模型及骨干河道排涝优化设计提供了可靠平台。     

河网概化密度对河网水量水质模型的影响研究

河网地区河道结构复杂，大小河道纵横交错，加上潮流的影响，流量和流向都是随时改变的。在对河网地区水量水质进行模拟时，一般要求对水系进行必要的概化处理。而河网概化密度的大小将对水量水质的计算结果产生影响：当被概化河道水质特征、纳污量悬殊较大时，模拟结果难以反映具体河道的实际情况；被概化河道水质模拟的偏差，还会造成概化河道下游的模拟偏差。     

一种天然河道水面线概化计算方法

从河道水面线计算求解过程中水力半径和糙率引发的问题出发,提出了一种新的概化河道断面方法,并对该方法进行了实例验证。验证结果表明该方法满足水文分析计算要求,计算结果合理可信。     

天然河道上桥涵等建筑物壅水计算的一种简化方法

采用一种概化方法,对天然河道上桥涵的过流能力和壅水计算进行了探讨.概化计算的原则是,在河道过流流量不变的情况下,同一断面的过水面积和水力半径相同,根据已量算出的过水面积,首先按水力学公式,概化计算出桥涵上游侧的平均水面宽度B,以及桥涵概化的堰顶总净宽b,以确定流量系数m值,再按堰流计算上下游水位差和壅高.     

小浪底地下厂房围岩稳定计算地质模型的研究

根据工程勘探资料,在分析小浪底枢纽地下厂房区主要结构面的分布规律及其特征的基础上,建立了几何传真概化地质模型,并采用不连续介质有限元离散化计算模型,模拟计算地下厂房围岩的应力应变。计算结果表明,所建立的概化地质模型符合实际地质状况,计算的应力分布与实测的变形特征相吻合,这与目前按常用的其它模型及连续介质计算的结果有明显不同。     

非完整大井法和水平廊道法计算矿坑涌水量

完整大井法和完整水平廊道法是目前矿坑涌水量预测中广泛使用的方法,但是受其概化条件限制,计算的涌水量往往偏大。通过某矿山实测矿坑涌水资料与不同方法计算结果的比较,系统论证了将非完整大井和非完整水平廊道分别概化为完整大井和完整水平廊道带来的矿坑涌水量预测误差,并研究了非完整方法中参数的敏感性。研究结果表明:非完整水平廊道法计算结果是实际排水的105. 24%,而非完整大井法计算结果则是实际排水量的127. 24%。采用完整水平廊道法计算的涌水量是实际排水量的149. 92%,而完整大井法则是实际排水量的344. 08%。因此非完整水平廊道法更适合本矿区及条件相似的其他矿山的矿坑涌水量的预算。另外非完整方法中参数的灵敏性分析表明,渗透系数对涌水量计算结果影响最大,是最为敏感的参数。     

人民胜利渠灌区灌溉水利用系数计算方法研究

在对灌区计算参数概化的基础上,采用经验公式法和实测曲线拟合法分别计算了人民胜利渠灌区渠道单公里渗漏量,以斗渠为控制单元,分不同方案自下而上计算不同级别渠道渗漏损失、推算渠首流量,采用多元线性回归的方法分析计算基于空间分布的灌区灌溉水利用系数,分析认为实测曲线拟合法回归分析计算结果更适合该灌区实际情况,并提出了适用于该灌区灌溉水利用系数的计算方法。     

水环境容量计算一维模型中设计条件和参数影响分析

以东江干流岭下至虾村河段为例,采用一维模型计算其水环境容量,分析计算中对污染源概化、设计流量和流速、上游本底浓度、污染物综合衰减系数等设计条件和参数对计算结果的影响;讨论了如何合理确定设计条件和参数,以提高计算结果的精度。