二维非恒定浅水明流的三种算法

本文介绍了经过作者改进后应用于长江口二维潮流计算中的三种算法: 1.将一维Preissmann隐差分格式应用于二维分裂算法,提出了相应的边界条件处理及粗细网格嵌套的方法。 2.显式有限元法,增加了多种类型的边界条件。 3.综合法,即水体周边采用第二种方法,而在其内部采用第一种方法,以充份发挥其各自的长处。 介绍了长江口某河段潮流计算概况及三种算法性能的比较。     

东中国海至长江口海域台风浪特性的数值模拟研究

东中国海至长江口的台风浪用两个海浪数值模型来模拟:适用于海岸、河口及湖泊水域的SWAN模型,将其嵌套于东中国海范围内的WAVEWATCHⅢ(WW3)模型.8114号强台风在长江口产生了巨大波浪,所以文中选其为例.将WW3应用于东中国海计算区域,模拟大范围的波浪,为高分辨率的长江口水域SWAN模型提供二维波谱动态边界条件.Takahashi风模型用来模拟东中国海(3小时一次)和长江口(1小时一次)的风场.对东中国海台风浪的模拟结果表明:最大的台风浪出现在风暴路径的右侧,且发生在长江口深水开敞东边界.在台风到达长江口之前,和风成波相比,涌浪占主导地位.台风到达长江口时,风成波和涌浪并存.波向主要受涌浪方向和复杂的地形影响.     

长江口边界拟合坐标的三维潮流数学模型

在正交曲线坐标系下 ,采用坐标变换、有限差分、交替隐式求解、动边界处理等方法 ,建立了边界拟合网格的三维潮流数学模型 .应用在长江口潮流场的计算中 ,得到了与长江口实测潮位、流速和流向相一致的结果 ,能较好地反映长江口复杂边界和地形下的三维潮流场变化     

长江口边界拟合坐标的三维潮流数学模型

在正交曲线坐标系下，采用坐标变换，有限差分、交替隐式求解、动边界处理等方法，建立了边界拟合网格的三维潮流数学模型。应用在长江口潮流场的计算中，得到了与长江口实测潮流，流速和流向相一致的结果，能较好地反映长江口复杂边界和地形下的三维潮流变化。     

长江口和杭州湾潮流数值模拟及水体交换的定量研究

利用无结构三角形网格建立了长江口和杭州湾平面二维有限元潮流数学模型,在模拟了长江口和杭州湾潮流场的基础上计算了欧拉余流场,通过长江口和杭州湾交汇处南汇嘴海区水平断面的水交换通道和垂直断面的水交换通量等分析手段和途径,对长江口和杭州湾的水体交换的范围进行了定量计算和讨论.     

潮汐河口平面二维非恒定流数值模拟

本文基于三角形网格划分，采用有限元法，建立了平面二维非恒定潮流数学模型。采用了质量集中、压缩存储的处理方法和“预估校正”的时间推进算法，较好地解决了有限元计算存储量和计算速度问题。对长江口南北支河段进行了验证计算，结果表明模型能较好模拟长江口南北支河段的潮流运动情况，且计算稳定性好、速度快、精度高。     

长江口水环境数值模拟研究--水动力数值模拟

本文基于沿水深积分的平面二维非定常流动数学模型对长江口拦门沙水深水航道工程对长江口水域流场的影响作了细致的数值模拟。模型率定和难证表明本模型稳定性好，可应用于工程计算。数值模拟结果表明长江口挡门沙深水航道工程对长江口水域的流场有明显的影响。     

潮流作用下复合桥墩局部冲刷研究

桥墩冲刷是桥梁水毁的重要原因之一,准确地计算桥墩冲刷深度具有重要意义.为了比较准确地计算桥墩局部冲刷深度,结合某跨海大桥,采用非结构网格技术和大、小模型嵌套的方法建立该大桥海区的平面二维潮流数学模型,采用潮位、流速、流向等实测资料进行验证.在此基础上,对该海区的潮流动力进行了模拟研究,分析了大桥工程对周围海域的潮流动力影响,并采用我国行业标准推荐的2种公式以及美国现行规范推荐的公式计算多座跨海大桥桥墩的局部冲刷计算.结果表明:大桥工程对桥区附近水域流速和潮位影响不大,桥墩可能发生最大局部冲刷深度的位置均位于主墩深槽附近.     

一二维联解潮流数学模型在防洪评价中的应用

针对单纯使用一维或二维数学模型难以准确高效模拟大型涉水工程对水域影响的问题,通过利用一、二维联解潮流数学模型,在珠江口某港区码头工程附近使用二维模型,对该区域流场和流速变化范围进行模拟,其余水域采用一维模型模拟。结果表明,工程对珠江东四口门及工程周边水域水位、流速、河道潮量及分流比、潮排、潮灌、排涝等影响不大。结论认为,一、二维数学模型联解计算可以用于大型工程,尤其是海域内大型工程的防洪评价计算,并能够得出较为可靠的计算结果。     

溃堤洪水分析的一、二维水动力耦合模型及应用

建立一、二维水动力耦合数学模型以模拟溃堤洪水的演进过程,其中一维模型采用Preissmann格式离散,二维模型利用基于非结构网格的Roe格式离散。将道路、灌渠等特殊边界概化为宽顶堰并作线性处理,利用非结构网格与特殊边界的耦联,建立具有真实地形的耦合模型,并采用干湿水深理论对模型进行优化。将模型应用于黄河青铜峡河西灌区溃堤洪水的模拟,较为真实地再现了洪水在计算区域内的演进过程与淹没范围,体现了道路、灌渠等特殊边界的阻水效果与桥涵的过水效果。     

支流河口水沙运动的二维数学模型研究——以长江上游的嘉陵江河口为例

本文建立了一个支流河口水沙运动的二维数学模型．采用贴体正交曲线坐标克服了干支流汇合处河道边界形状复杂的困难，给出了正交曲线坐标系下二维全沙模型的基本方程及数值计算方法．以长江上游的嘉陵江河口为例，分析了支流河口河段水沙特性及浅滩成因，模拟了汇合口河段流场及泥沙冲淤分布，计算值与实例值吻合良好．为支流河口浅滩演变及整治研究提供了一种新的模拟方法．     

黄河河口水沙运动的二维数学模型

本文针对黄河河口河道水沙潮波的特点，从水流连续方程、运动方程，泥沙运动方程出发，补充了潮流挟沙能力的计算公式，建立了黄河河道河口二维数学模型。以1982年实测资料，从潮位过程、流速大小和方向及海底冲淤变形等方面对数学模型进行了验证计算。在此基础上开展了典型水沙条件下黄河河口泥沙运动规律的模拟研究。其结果揭示了黄河河口清水沟所处海域的潮流潮汐特性和泥沙输移规律。这些成果与实测资料以及卫星遥感分析结果一致，进一步表明了模型的可靠性。     

长江口全沙数学模型研究

在正交坐标系下，建立了能较好拟合长江口边界的平面二维潮流和全沙数学模型。应用１９９６年洪、枯两季大、中、小潮水文泥沙资料和１９９５年、１９９６年地形及８３１０和８６１５台风暴潮引起的南北槽淤积资料，对长江口的潮位、流速、流向、含沙量特别是南北槽的地形变化和航道回淤进行了验证，结果表明该全沙数学模型较好地复演了长江口流场、含沙量场和地形变化。     

温州近海及河口二维水沙数值计算模式

为了合理开发、科学利用温州的海岸及港湾滩涂资源，切实反映众多围垦工程对海洋水沙环境的综合影响，建立了温州近海及河口二维水沙数值计算模式。验证结果和水流场、含沙量场表明，该模型较好地反映了温州近海及河口水流的运动特征和含沙量场的分布规律。     

长江口北支围垦对其水动力影响的数值模拟分析

20世纪50年代以来,上海市和江苏省两地对长江口北支实施了大规模围垦,使北支河宽大幅度缩窄,地形边界显著改变。在利用MIKE21_FM构建长江口—杭州湾二维垂向平均潮流数学模型,并用实测数据对模型进行验证的基础上,对北支大规模围垦前后的潮流场进行了模拟分析。研究结果表明：大规模围垦后,北支全河段平均高潮潮位抬升,平均低潮潮位降低;中上游河段涨、落潮流速增大,下游入海河段涨、落潮流速减小;南北支涨潮流汇流点上提至南北支交汇的崇头,涨潮动力增强。     

港珠澳大桥潮流物理模型设计的关键问题

港珠澳大桥横跨伶仃洋河口,该水域南北长75 km,东西宽约50 km,模拟总水域面积大于2 100 km2.针对此类型的桥梁潮流物理模型设计,桥墩桩群处理是关键问题之一.对于小尺度单桩如仅按几何相似比尺进行设计,则无法满足阻力相似,因此本模型在满足潮流运动相似原则的基础上,充分考虑大桥桩群总阻力相似的方法进行概化处理,并经过水流试验验证.结果表明该物理模型桩群概化处理和边界控制合理,较好地模拟了大桥建设对水流运动影响,为跨海特大型桥梁模型设计提供了切实可行的有效方法.     

水沙数学模型技术在长江河口整治中的应用

为给河口整治提供参考和借鉴,基于DELFT3D模型系统建立了长江河口水沙数学模型,并利用实测水文、泥沙数据进行了率定、验证。大量实测资料验证结果表明,该模型的潮位、潮流和含沙量模拟平均精度分别可达91%,86%和72%,模型具有较好的模拟精度。该模型在长江河口治理规划研究、整治工程方案设计、施工设计、航道治理等方面应用效果良好,可为相关整治工程的决策和设计提供一定的技术支撑,值得进一步推广应用。     

复杂河口汊道封堵水沙问题研究

摘 要：对复杂分汊河口次要汊道进行封堵围垦可以获得土地资源。以瓯江口南口封堵为例研究了复杂河口汊道封堵问题。首先对复杂的瓯江口的自然条件和冲淤演变进行了分析；其次，使用二维波浪潮流泥沙数学模型、波浪潮流泥沙物理模型及三维潮流数学模型等研究手段，对瓯江南口现潜堤加高进行了封堵后的二维潮流场、泥沙场、地形冲淤变化和三维潮流场进行了模拟研究，对瓯江泄洪排涝的影响进行了计算和分析。研究结果表明，从对周围水沙环境和瓯江泄洪排涝的影响角度考虑，将现潜堤加高进行南口封堵的方案是可行的。