导流板的布置方式及其导流效果

运用数值模拟和物理试验相结合的方法对导流板的最佳布置方式和导流效果进行研究.流函数-涡量数值模型计算结果与试验结果进行了对比,两者符合良好.运用平面二维模型和立面二维模型模拟导流板的流速场,并通过比较导流板前的流速增大幅度、板后流速的减小幅度及板后的回流漩涡区长度来确定导流板导流效果的优劣,进而确定导流板的最佳布置方式及尺寸.数值模拟计算的结果表明:多组次倾斜放置的导流板群所起的导流护岸作用明显.     

三维对流扩散方程在高雷诺数的自动迎风与斜迎风数值解

为了使三维对流扩散方程在高Reynolds数情况下保持自动迎风与斜迎风性质,在二维格式的基础上,重点分析了三维情况下具有非线性性质的对流项离散格式的构造.通过指数函数构造迎风权系数,不会形成某一个网格点的贡献绝对占优的不合理情况.在各方向流速不等时,得出主流速及其权系数.通过空间几何变换,从平面中心点拓展到边棱中点和角点,得出标准27点格式的权系数.格式包括了角点的贡献,从而保持了斜迎风性质.通过与有限分析法比较,结果表明,数值格式随Reynolds数的增大,不会蜕化为简单迎风.本方法可广泛应用于流场、温度场及水质浓度场的求解.     

天然河道非定常自由面流的守恒差分格式

提出了一维非定常浅水流的一种显式守恒差分格式，适用于天然河道或水库中的溃坝洪水波的传播。数值解与解析解符合较好，实际天然梯级水库的溃坝波传播和数值实验表明，计算稳定，结果合理。     

丁坝绕流及局部冲刷坑二维数值模拟

针对以往常用的丁坝绕流流场计算方法存在的不足，建立了边界拟和曲线坐标变换下的平面二维变水深流函数-涡量数值模型。给出的坐标变换可用于三维；计算紊动扩散系数采用F分布，模型可用于变水深情况。用本文的模型，研究了单个丁坝与不同个数、不同形式的丁坝群产生的流速场与涡量场，给出涡量与局部冲刷坑范围及最大冲深部位。结果表明：计算得出的流函数、涡量、流速合乎规律；丁坝坝头处涡量较大，是形成冲坑的主要原因。方法较通常紊流模型及原参数解简便，为丁坝绕流及局部冲刷坑的数值模拟，开辟了一条新途径。     

三维对流扩散方程27点加权自动迎风格式蒙特卡洛解及其应用

为了研究三维对流扩散方程在高雷诺数情况下的合理解法,采用在高雷诺数情况下保持自动迎风与斜迎风特征的27点加权自动迎风格式对方程进行离散,并采用蒙特卡洛法求解;通过与一般差分法进行比较得知,该计算方法具有优势且结果较为可靠,后将其应用于高雷诺数下河流侧向和底部排污数值模拟.结果表明,27点加权自动迎风蒙特卡洛方法易于解决三维对流扩散问题,且可以接受高雷诺数的考验.该方法可以广泛应用于流体三维流动及任意曲线坐标网格.     

明渠非恒定流的数值模拟

明渠非恒定流是水力学中最常见的工程实际问题之一。本文首先简要回顾了明渠非恒定流数值模拟的特点和主要方法,针对实际的数值模拟过程可分为数值计算和前后处理两部分内容,探讨了计算机技术在这两部分中的应用,并给出数值模拟在泥沙和水质计算方面的具体结果。     

污染物迁移扩散的质点追踪随机模拟

采用分2步走办法拉格朗日质点追踪法,来解决对流扩散现象的质点运动问题.用质点追踪法分别对静止流体中的中缝射流污染排放问题、紊流流体的中缝射流污染排放问题以及侧排污问题进行了模拟,先用有限差分法给出流场分布,再用质点追踪法模拟对流扩散现象,从模拟结果可以看出,质点追踪法产生的数据比较合理,稳定性较好,可以将此方法应用到污染物对流扩散实际问题的计算中.将质点追踪法推广,可以应用在解决其他物质扩散的问题中去.     

不规则游动网格的蒙特卡罗方法

本文首次提出了用于求解复杂边界水动力学问题的不规则游动网格的蒙特卡罗方法，给出了相应的随机游动模型及其证明，并通过实例计算加以验证。计算表明，本文方法的结果与有限元法的结果吻合很好，新方法是正确可行的，计算精度与规则游动网格相比有明显的提高。     

岐江河数值模拟的图形显示

从计算机图形学出发，介绍了水力数值模拟中图形显示在数据处理方面的应用。以目前工程界常用的Ａｕｔｏｄｅｓｋ和Ｆｏｒｔｒａｎ系列软件为工具，分别实现了数值计算中静态和动态图形的显示。结合岐江河数值模拟，给出了一个通用程序组及其图形显示的实例。     

河工模型相似的精度及误差探讨

本文按照两个相似流动体系必须被同一个物理方程所描述的原理，由水流连续方程的比尺关系导出变态模型的质量守恒误差公式。采用矩阵特征值分析的方法，得到三维流时均流场紊动应力的特征值，并给出了它与模型变率的关系式．由它可分析一维总流分析中的紊动应力相似误差。从概率统计的角度利用实验资料给出泥沙沉降公式，并可与服从Gauss分布的概率公式联解计算出泥沙沉降分布，亦可用于泥沙沉降相似的经验公式λω=λu（λL／λh）^m中指数m的分析与计算。对目前常用的两种泥沙起动相似的经验公式进行分析，并比较了二者的相对误差。