基于曲线网格的温排水运动数值模拟

采用平面二维数学模型对温排水运动进行数值模拟研究.首先建立了曲线网格上温排水运动控制方程的离散方法,该离散方法可在曲线网格上直接对直角坐标系下的控制方程进行离散,避免了以往离散过程中复杂的坐标变换,此外该离散格式既适用于正交曲线网格还适用于非正交曲线网格,对复杂边界的适应能力更强.最后采用长江城陵矶河段岳阳电厂实测资料进行验证计算,计算所得的水位、流速和温升与实测成果吻合较好.     

长渡槽段水流运动的复合模拟

长渡槽内水位变化、流速流态等水力特性是工程设计部门甚为关注的问题.南水北调中线一期工程总干渠长约10km的沙河渡槽长宽比大、过水建筑物多等,单独采用物理模型试验进行研究不太经济,单独采用二维甚至三维数学模型进行计算也存在模型参数难以确定的困难,采用复合模拟方法经济有效地解决了以上难题.在设计流量与加大流量的条件下进行计算,得到如下主要成果:沙河渡槽内3个弯道中,鲁山坡落地槽弯道段的横向水面差最大,设计和加大流量工况下分别达0.056m和0.066m;沙河渡槽内水流衔接良好,流态平稳.     

河道一维非恒定流数值模拟深化研究

传统的河道一维非恒定流数值计算一般采用特征线法和以Preissmann方法为代表的有限差分法.特征线法计算精度比较高,但受时间步长的限制,用于河道一维非恒定流计算时计算效率却不太高.而Preissmann方法相比特征线法计算效率有所提高,但在求解过程中特征量的守恒性却没有做出相应要求.为了兼顾数值计算的效率和特征量的守恒,建立了基于有限体积法的河道一维非恒定流数值计算方法,并分别选取淮河干流洪水和史灌河洪水进行了验证计算,验证计算成果表明所采用的方法特征量守恒性较好,洪峰水位计算值与实测值吻合也较好,可用于河道一维非恒定流计算.     

雾化水流溅抛水滴运动深化研究

雾化水流是水利枢纽高速泄流时所形成的一种特定的流动现象,溅水区则是雾流降雨强度最大的区域,其给工程带来的危害应加以特别关注.本文引用雨滴运动的研究成果对粒子的阻力系数进行修正,得到了溅抛水滴运动的阻力系数,而后又对溅抛水滴直径对溅抛长度的影响进行了初步探讨,加深了对溅水运动的认识.     

基于二维水沙模型的涉水建筑物防洪影响计算

基于RSS河流数值模拟系统,探讨了平面二维水沙数学模型在涉水工程防洪影响计算中的应用,并以汉江蔡家湾特大桥为例,进行该工程的防洪影响计算,探讨了不同涉水工程的概化方法。结果表明:采用基于非结构网格的平面二维水沙数学模型,可较为准确地捕捉到涉水工程实施前后河道水力要素变化及河道冲淤变化情况;在所选的计算条件下,拟建工程的实施对工程河段的防洪及河势影响不大。     

一种适体坐标下复连通区域的流场数值计算方法

本文介绍了一种简便地处理复连通域内流场数值计算问题的方法。将复连通域分解成多个单连通域，分别进行网格划分，再组合还原，通过网格变换系数将地形对流场的影响带到流场计算过程中去。完成流场计算。     

水电站越坝气流及雾流降雨试验研究

以二滩水电站为背景对越坝气流与雾流降雨进行了试验研究,分析了来流条件和泄流方式对越坝气流回流区长度的影响。试验所得雾流降雨范围与原型观测成果近似一致,初步表明通过采用人工水雾形成雾源,在风洞中进行雾流降雨范围的模拟是可行的。     

基于两相流理论的低浓度挟沙水流运动数值模拟Ⅱ—数学模型的求解与验证

基于非结构网格上控制方程的离散思想,提出了曲线网格上低浓度挟沙水流控制方程离散的新方法.该方法采用有限体积法对控制方程进行离散,用基于同位网格的SIMPLE算法处理水流运动方程中水深和速度的耦合关系,且不需要对控制方程进行坐标转换,因而离散方程的形式简单,物理概念清晰,所得到的离散格式既适用于正交曲线网格还适用于非正交曲线网格,能够适应天然河道这类几何形状复杂的物理边界,从而使编程和计算变得更加简单有效.采用海河流域漳河的实测资料进行了验证计算,计算所得的水位、流速与河床冲淤变形与实测资料基本一致.     

柘溪水库淤积测量及库容关系曲线修正研究

对GPS水下地形测量系统进行了简要介绍 ,用其对柘溪水库水下地形进行了实测 ,并根据实测数据修正了柘溪水库库容关系曲线 .与柘溪水库历史水下地形实测资料及建库后水、沙平衡计算得到的资料相比较 ,结果表明 ,三种方法所得结果具有较好的一致性     

矩形断面明渠中恒定均匀流的机械能损失

明渠流中机械能损失的确定是水力学乃至工程流体力学中的重要内容.以构建的明渠恒定流新的总流能量方程及矩形断面明渠三维层流运动的理论解为基础,通过理论分析与三维数值计算,就矩形断面明渠中恒定均匀流的机械能损失系数随雷诺数及宽深比的变化进行了深化研究,得到如下成果:1)在层流条件下,机械能损失系数一般均与雷诺数和宽深比有关,只有对宽深比大于6.5的宽浅明渠,其相应流动的机械能损失系数才仅与雷诺数有关,且在雷诺数相同的条件下,一般矩形断面明渠流的机械能损失系数要大于宽浅明渠流的机械能损失系数;2)在紊流条件下,机械能损失系数也一般均随雷诺数与宽深比而变,但对给定的宽深比,存在相应的特征雷诺数,当流动的实际雷诺数大于该特征雷诺数后,机械能损失系数则不再随宽深比而变化,且在宽深比一定的条件下,雷诺数越小,其机械能损失系数的修正值越大.