广州水道—伶仃洋一、二维联解潮流计算

用不恒定流一、二维联解方法,计算广州水道—伶仃洋在二组水文条件下的潮流运动,较好地复演了天然潮流运动规律,在此基础上,对伶仃洋规划整治方案进行计算,提供了各整治方案对广州水道潮流运动的影响。     

西北江三角洲网河区洪潮水位与口门延伸的响应关系

以1999年珠三角口门现状情况为基础,针对鸡啼门、磨刀门和横门三大口门部分区域的自然延伸情况,采用网河一维——河口二维水流整体数学模型,选取"98. 6"、"99. 7"、"01. 2"三种典型水文组合,研究西、北江三角洲网河区洪潮水位与口门延伸之间的响应关系。结果表明:一方面,口门延伸有明显阻滞洪水自三角洲网河区域下泄口门的作用;另一方面,口门延伸可使潮汐通道更为顺畅,有助于枯水期外海潮水上溯三角洲网河区域,入侵网河区河道。     

珠江口东片网河与伶仃洋潮流的数值模拟

用一维(隐式差分法)与二维(ADI法)联解的一种方法建立珠江口东片网河与伶仃洋潮流运动的数学模型,并成功地进行了验证计算,为伶仃洋治理与开发、水环境污染等课题研究提供一个较好的数学模型。     

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。     

伶仃洋河口湾的形态研究

珠江河口、三角洲河网和口外海域是一个互动的大系统,伶仃洋的河口湾形态变化对三角洲防洪及伶仃洋沉积动力都将产生一定的影响.根据伶仃洋的自然发展趋势和人类活动特点,设计了3个方案,其中一个方案为原治导线方案,利用珠江口一、二维水沙数学模型的计算结果,分析了伶仃洋喇叭形河口湾缩小后对三角洲的防洪水位以及伶仃洋动力影响.     

珠江河口区水环境整体数学模型研究

根据珠江河口区的特点，建立了珠江河口区水流，泥沙及含氟度的整体联解数学模型，探讨了联解的计算模式；利用珠江三角洲和河口区水流泥沙、含氟度连续条件，把珠江三角洲网河区一维水沙、含氟度输移数学模型和河口区二维水沙、含氟度输移数学模型进行联解。同时采用最新的地形资料并选用洪、中、枯水及大、中、小潮等多种水文组合条件对该模型进行分区验证和整体验证，模型验证成果满足精度要求。     

海河口潮流泥沙运动数值模拟及清淤方案研究

本文建立了海河口一、二维连接水沙数学模型，一、二维模型离散格式分别采用Preissmann四点隐式格式和控制体积法。二维网格采用正交曲线网格，具有网格布置灵活和贴合边界等优点。利用海河口系统的水文，泥沙及地形资料对模型进行了全面的检验，并进行了河口治理清淤方案优化研究。该模型可推广到其它河口进行挖槽，建闸，建导堤方案的研究。     

非结构网格浅水方程隐式解法

基于非结构网格模拟河道复杂边界的研究域,应用算子分裂法剖分浅水方程,采用有限体积法离散,建立隐式格式的通量计算,构造一种模拟二维水流运动的隐式算法。该方法具有计算稳定的特点,并应用于长江南京段分汊河道的流场模拟,计算结果与实测结果吻合良好,验证了算法的可行性和有效性。     

网河区水沙耦合河流数学模型初步研究

在对一维浑水水沙控制方程组进行系列推导,求解出其简化表达式的基础上,利用Preissmann四点偏心隐格式和三级联解法对方程组进行离散求解,建立了网河区--维水沙耦合河流数学模型.为检验模型的实用性及其计算精度,将模型的计算结果与普通河流水沙模型计算结果以及实测结果进行了对比分析,结果表明水沙藕合河流数学模型计算结果与实测结果吻合良好,而在部分断面的水位计算中,其计算结果比普通河流水沙数学模型更接近于实测值.     

潮州大桥工程防洪影响评价分析

通过韩江三角洲网河区较大范围一维河网数学模型和工程局部河段平面二维水流数学模型,对潮州大桥建设前后对韩江的防洪影响进行了综合分析和评价,并提出了主要防治和补救措施的建议,可供类似工程参考。     

漫滩河道洪水演算的水动力学模型

利用积分方法导得了漫滩河道全断面水流的积分方程组，应用四点加权隐格式离散方程，建立了漫滩河道洪水演算的一维水动力学模型．该模型考虑了各流道（如滩地、主河槽等）的不同阻力特征，反映了主槽和滩地水流流动路径的差异．用该模型计算了露滩、漫滩和露、漫滩交替的3种水流运动，并与二维RBFVM-2D模型的计算结果进行了比较．以长江宜昌～螺山江段1998年实际洪水过程为例，测试了模型的应用效果．计算结果均表明，本文的一维水动力学模型能较好地模拟漫滩河道的过流特征，并改善了漫滩河道洪水演进的模拟与预测能力．     

厦深铁路韩江特大桥工程防洪影响评价分析

通过韩江三角洲网河区较大范围一维河网数学模型和西溪、东溪、北溪局部河段平面二维水流数学模型,对厦深铁路韩江特大桥建设前后对西溪、东溪和北溪的防洪影响进行了综合分析和评价,并提出了主要防治和补救措施建议,可供类似工程参考.     

珠江河口治理规划方案下伶仃洋泥沙运动及冲淤演变规律分析

建立珠江河口二维水沙数学模型,计算研究珠江河口规划治导线方案下伶仃洋的水沙运动和冲淤变化情况,并对伶仃洋水域演变趋势进行了分析预测。     

基于WENO格式的天然河道丁坝群二维水流数值模拟

本文应用高精度WENO(Weighted Essentially Non-oscillatory Schemes)格式结合有限体积法建立了河道丁坝群二维水流的数学模型。采用此模型对实际天然河道丁坝群水流水力特性进行了数值模拟,得到了流速场的分布,并与物理模型试验结果进行比较,表明这类格式精度高,稳定性能好,能够有效地计算复杂边界天然河道丁坝群二维水流水力特性问题。     

弯道水流的两步隐式算法研究

采用优于SIMPLEC算法的两步隐式解法求解二维曲线坐标系下的浅水方程,建立了二维弯道水流数学模型。对流项采用二阶精度的Roe格式离散;物理变量采用适体坐标系下的同位网格布置,网格界面流速由动量插值法计算;紊动黏性系数由修正的k-ε模型确定。采用此模型对弯道内的水流流动进行了数值模拟,计算结果和实测数据吻合较好。     

基于Godunov格式的流域地表径流二维数值模拟

采用完整二维浅水方程组模拟地表径流运动时会遇到干湿转化处理的难题,为解决该问题,本文采用坡面流为均匀覆盖流域地表的片状薄层水流的概念开发完成了一套新的基于Godunov格式的地表径流二维水动力模型。模型中,采用三角形网格离散计算区域,修正的Roe格式计算界面通量,底坡项直接积分求解,对高度非线性的摩阻项进行半隐式处理。本模型的最大优势是干湿处理变得异常简洁,单元水面和地形均无需任何特殊处理。通过4个经典算例验证了该模型具有良好的精度和稳定性。最后将模型用于解家湾流域S曲线的计算和实测场次降雨径流过程的模拟,所得计算结果合理、可靠,表明本文模型具备模拟流域地表径流运动的能力,可为小流域汇流计算提供一种新的解决方案。     

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.     

纯隐格式的混合有限分析法在广雅桥水流数值模拟中的应用

分别建立柳州市柳江河道大范围河段和拟建广雅桥局部范围曲线坐标系下的二维水流数学模型,并采用纯隐格式的混合有限分析法来离散和求解该数学模型,将常用的干湿网格判别标准与冻结法结合起来模拟计算河道中的浅滩。所建立的大范围柳州市柳江河道二维水动力数学模型计算成果一方面用于验证,另一方面为广雅桥局部二维水动力数学模型提供初始和边界条件。结果表明,广雅桥的建设对局部河道的壅水和水流流态存在一定的影响,同时也证实了纯隐格式的混合有限分析法在工程实际应用中的准确性和有效性。     

复杂地形上非恒定浅水二维流动数值模拟

该文针对复杂地形条件下浅水流动数值模拟在干、湿边界附近面临计算失稳和格式和谐性差等难题,建立了非统一结构网格下二维浅水方程的高精度、高分辨率的有限体积模型.以基于水位的改进浅水方程为水流控制方程,采用能够有效捕获激波的HLLC近似黎曼算子计算界面通量;采用MUSCL-Hancock预测-校正法获得了在空间和时间上都具有二阶精度的Godunov格式;通过构造底坡修正项,保证了计算格式的和谐性;采用改进的半隐式格式解决摩阻项可能引起的刚性问题,提高了格式的稳定性.并通过算例研究,结果表明,该模型具有很好的和谐性与稳定性,适应干、湿界面计算,能有效模拟复杂地形条件下的水流运动.     

不恒定流多口门一,二维联解计算

本文提出了一种能使连接断面的水位、流量及流速连续的不恒定流多口门一、二维联解的计算模式,并建立了珠江东片河网与伶仃洋海区四个口门连接的潮流数学模型。