长距离分洪河道水面线分析计算

针对长距离宽滩型分洪河道,模拟分析恒定流及非恒定流洪水下的水力计算差异。以小清河分洪道为例,采用MIKE11一维水动力模型模拟洪水演进过程,其中恒定流洪水按相应标准非恒定流洪水的洪峰控制,糙率采用滩槽分区糙率,末端水位为相应标准设计静水位。结果表明:当实际洪水为具有峰型过程的非恒定流洪水时,按恒定流计算的水面线总体偏高,有利于防洪安全但偏于保守;按非恒定流计算的水面线相对较低,沿程洪水坦化及洪峰衰减明显,较符合洪水实际演进过程,根据其计算的水面线确定堤顶高程,工程更为经济合理。     

基于非恒定流模型的山洪沟水面线计算

本文将具有良好激波捕捉能力的Godunov格式离散圣维南方程组建立的一维非恒定流模型用于山洪沟水面线的分析计算。首先通过混合流算例验证了该模型具有良好的模拟间断水面和流态过渡的能力,随后将该非恒定流模型用于刘家舍窠山洪沟、梁家岔山洪沟和红花坪山洪沟的水面线计算。分析认为计算结果合理,模型较好地模拟了陡坡和断面变化剧烈情况下出现的急流和流态过渡等问题。该模型在山洪沟水面线的分析计算领域具有良好的工程应用前景。     

三峡电站日调节对下游河道水面比降的影响

根据水电站日调节波的特性，运用一维恒定流和非恒定流泥沙数学模型，分别计算了河道涨落水过程的水面线，在此基础上，用恒定流泥沙数学模型计算了三峡水库建库前后，其下游宜昌～沙市河段的水面线．并结合三峡和葛洲坝两电站联合运行的实际情况，研究了调节方案对三峡水库下游河道水面比降的影响。     

多波长明渠非恒定流传播特性研究

为进一步研究多波长明渠非恒定流的传播特性,提出一种新型的隐式迭代法,对多波长明渠非恒定流进行数值模拟,并通过水槽试验对其计算结果进行验证,证明新型的隐式迭代法可以进行多波长明渠非恒定流计算,计算结果精度较高。通过多波长非恒定流的水槽模拟,总结出在高比降及大平均流量的情况下,非恒定流沿程传播速度较快,衰减较慢;在低比降与小平均流量的情况下,非恒定流沿程传播速度较慢,衰减较快。对于进口流量变幅相同的工况,流量和水深变幅的衰减百分比在相同波长内几乎完全一样。     

水流数值模拟在滞洪区中的应用

滞洪区行蓄洪水时,水流形态复杂,传统的一维恒定、非恒定流计算方法将不满足要求,二维非恒定流数学模型能够较为准确地全面模拟计算域内水流的运动、水位的变化过程、冲淤情况等。在介绍二维非恒定数学模型原理的基础上．对崔家桥滞洪区行蓄洪水过程进行了模拟,并结合实际工程项目,对石郑客运专线铁路桥和锦郑成品油管道穿越崔家桥滞洪区的修建工程前后．进行了域内洪水演进、淹没及工程位置处流速状况的计算分析,为防洪评价提供了科学依据。     

摩阻对压力输水管道水力过渡过程计算的影响

采用特征线法计算水力过渡过程,建立了5种阻力项积分数学模型,分别为:用水力瞬变开始时的恒定流阻力系数代替非恒定流阻力系数,摩阻项积分分别采用一阶显式、隐式模式;利用恒定流阻力系数代替非恒定流阻力系数,摩阻项积分分别采用一阶显式、隐式模型;采用Brunone非恒定摩阻模型.通过算例分析表明,这5种不同的阻力项所得的水力过渡过程计算结果基本一致.     

平原城市自排区排涝模数计算方法研究

针对平原城市自排区的排涝特点,通过分析几种排涝计算方法的原理及计算结果,提出了适用于平原城市自排区排涝模数计算的一维非恒定流法。以安徽省宿州市主城区为例,分别采用平均排除法、割平头法和非恒定流法计算其排涝模数。结果表明：非恒定流法更适用于平原自排区排涝模数的计算,为城市排涝提供了依据。     

银河湾工程防洪计算与分析

为保障银河湾工程的防洪安全,须进行防洪计算与分析。结合银河湾工程的具体位置,确定计算范围、流量、河道断面、起点水位及河道糙率等基本参数,并采用恒定非均匀流模型、桥梁壅水计算模型,分别计算河道水面线、公路桥壅水高度。根据计算结果,分析了50年一遇、100年一遇洪水时,规划水面线和模型实测的水面线的差别以及影响范围。对银河湾工程是否受到防洪影响具有指导意义。     

滨海山丘区城市小流域设计洪水计算方法研究

我国滨海山丘区城市上游有山丘区,洪水下泄速度较快;下游受到潮水的顶托作用,内河洪涝水无法外排入海,洪涝灾害频发。城市化的进程也改变了原有下垫面的产汇流特性,既不能采用原有天然流域设计洪水计算方法,也不能采用城市排水的计算方法。论文针对快速城市化中的滨海山丘区的特点,分析了城市市政排水计算公式、水利推理公式和非恒定流法之间的区别,提出了利用推理公式、管道汇流和非恒定流法相结合计算小流域设计洪水的方法。以赣榆县柘汪-石桥片区为例,分别采用上述3种方法计算其设计洪水。结果表明:非恒定流方法的计算结果比推理公式方法小,该方法比较符合滨海山丘区的洪水特性,可为城市建设和河道规划提供依据。     

一维明渠非恒定流的数值计算

1980年提出插值元法后,先后用此法计算了一维行波,一维热传导,二维圆住绕流,三维圆球绕流等问题,在单元布置较稀条件下,计算结果的前二位数与解析解相同.1984年开始计算非线性偏微分方程问题,如葛洲坝三江引航道一维非恒定流,三狭库区滑波涌浪,以及三峡初设二级船闸中间渠道非恒定流等问题,计算     

光滑明渠非恒定流变形特性研究

为了探求明渠非恒定流的变形特性,建立了一套高精度的明渠非恒定流试验系统,通过不同频率、流量、底坡等40组水槽试验,对光滑明渠内正弦型连续非恒定流传播过程进行了研究。结果表明：非恒定流在传播过程中,随着传播距离的增加,其上升段往往越来越陡,下降段越来越缓,甚至出现波的破碎现象,但总的周期保持不变。最后通过对40组试验结果分析,得到了计算明渠非恒定流变形率Ta(x)的计算公式。     

流量对事故闸门门体水力荷载影响数值模拟研究

抽水蓄能电站事故闸门动水闭门可靠性及门体水力荷载特性一直是闸门设计和运行中的核心问题,本文通过数值模拟,对响水涧抽水蓄能电站上库进水口事故闸门在不同事故流量工况下动水闭门过程的门体水力荷载进行研究,并与模型试验结果进行比较分析,相同事故工况的数值计算成果和模型试验成果吻合较好,表明采用RNG k~ε模型和VOF方法对平面闸门动水关闭的非恒定流过程进行数值模拟能够取得较好的结果。数值模拟计算结果表明流道的过流量对事故闸门门体水力荷载影响显著,初始事故流量越大,闸门动水关闭过程中闸门区满流向明流过渡时刻的闸门相对开度越大,闸门上游底缘上托力越小,事故闸门动水闭门的持住力相应越大。事故流量由151 m~3/s增大至800 m~3/s时,闭门持住力增大约20%。计算分析结果可为相关闸门的设计和运行提供参考。     

明渠结合有压管调水系统的水力瞬变计算

研究了明渠结合有压管调水系统水力瞬变的数值模拟，采用明渠非恒定流基本方程同时描述明渠的非恒定流和管道的有压汉，对有压流动采用了窄缝法求解，此外，研究了用非恒定流计算方法求解恒定流动，并提出了保证数值计算收敛的措施和方法，作为应用，模拟计算了正在修建的东深供水改造工程的恒定流和水力瞬为流。     

感潮河段桥梁壅水计算方法比较及敏感性分析

为体现HEC-RAS模型中感潮河段上桥梁壅水变化,建立了一维非恒定流数学模型,计算了2002年3月长江苏通大桥的壅水情况。并进一步介绍和比较了铁路工程水文勘测设计规范公式以及HEC-RAS内设的能量法、动量法、Yarnell法计算公式,对公式计算结果与HEC-RAS相关经验系数等设置进行了探讨。最后将各公式应用于3月份的苏通大桥壅水计算,结果发现:HEC-RAS的能量法和Yarnell法较符合规范法,适用于计算感潮河段的非溢流桥梁壅水;而动量法则与实际数值偏差较大,不适合该地区应用。同时比较了HEC-RAS的3种方法对扩缩系数、经验系数以及无效区域的敏感性,结果表明:扩缩系数对能量法影响最大,Yarnell法依赖于经验系数,动量法与无效区域有关,但其具体设置需要更详细的资料进行研究。研究成果可为非恒定流桥梁壅水数值模拟方法提供一些参考。     

渥奇段水面线计算

为了能够快速准确计算明槽水面线,有必要针对曲底明槽渥奇段水面线的计算方进行研究.本文根据明渠非恒定流的基本微分方程,导出计算明槽水面线的基本程,并进行了试验验证,计算结果能很好的符合实测水面线,计算结果误差小于.6%.研究结果对曲底水面线计算有较大帮助.     

桥梁壅水数值模拟计算

根据非恒定流基本方程组,建立平面二维非恒定流桥梁壅水数学模型,通过数值模拟计算桥梁壅水值。桥梁壅水数值模拟计算,弥补了经验公式及物理模型的缺陷,为工程建设决策提供了依据。     

圆射流在非恒定横向流中的掺混扩散

运用RNG k-ε湍流模型对圆射流在非恒定横向流中的的混合、扩散行为进行了数值模拟研究。采用计算流体动力学程序FLUENT解控制方程。选择了与前期实验模拟相同的2组参数进行数值计算，浓度场的数值与实验结果符合得很好。计算和实验结果显示，射流在非恒定横向流中的扩散行为与在恒定流中的情形存在显著差别，横向流的不稳定性有效地提高了射流的掺混扩散能力。     

引水隧洞进口岩塞爆破的水力计算

水面下引水隧洞进口岩塞爆破后，洞内的非恒以过程一般分为爆破阶段，泄碴阶段和闸门关闭阶段等，爆破阶段时间短，但流态复杂，泄碴阶段和闸门关闭阶段时间较长，且为有压管道的非恒定流动。通过对洞内水砂运动过程的分析，建立一套岩塞爆破洞内非恒定流的计算方法，从密云水库，香山水库隧洞岩塞爆破实例验证计算表明，方法合理，结果可靠，可用于类似工程的预报。     

基于图论的渠网非恒定流计算分析方法

主要研究渠网信息的描述及通用非恒定流计算机程序的实现方法.基于图论提出了一种渠网信息描述和拓扑结构的计算机辨识方法,导出了通用的渠网支路非恒定流隐式差分矩阵线性方程和节点边界条件矩阵线性方程,分析了它们的数据结构,最后给出了通用的渠网非恒定流计算模型框架等.     

西辽河右岸(吉)防洪保护区洪水风险图建模研究

文中洪水分析采用MIKE ZERO系列洪水模拟软件。其中:采用一维非恒定流模型模拟河道洪水演进过程;采用美国国家气象局DAMBRK方法计算溃堤洪水;采用二维非恒定流模型模拟淹没区的洪水演进过程。将河道一维非恒定流模型、溃堤模型和淹没区二维非恒定流模型相互耦合、联立求解,以模拟堤防溃决对防洪保护区的影响。经验证,模拟结果与调查资料基本符合。