考虑涌潮作用的钱塘江二维泥沙输移数值模拟

钱塘江涌潮前后水位、流速和含沙量等物理量存在突变，给数值模拟带来了很大的困难，传统的数值模型往往不能准确模拟涌潮作用下的泥沙输移。在已建立的二维涌潮数值模型的基础上，应用基于准确Riemann解的Godunov格式建立了二维泥沙数值模型，模型首先检验了纯对流问题，然后模拟了钱塘江涌潮作用下的泥沙输移，计算结果反映了涌潮到达时刻含沙量的突变过程以及涌潮对泥沙输移的影响，揭示了钱塘江河口高含沙量区成因，以及涌潮是钱塘江河口大冲大淤的机理之一。     

一种二维输运问题的低数值阻尼模拟方法

本文通过剖开算子法,把二维输运问题的控制方程剖分为三个子初值问题(纯对流、纯扩散及纯反应问题)。在任意三角形网络离散条件下,分别采用了特征线法解对流问题、显式有限元法解扩散问题及解析法解反应问题。文中重点探讨了纯对流问题的解法,利用特征线法将求解高时位对流浓度问题,转化为单元内部特征线上某点的低时位浓度插值问题。依据单元三结点的浓度及其导数,给出一种三次插值模式,从而能有效地减少数值阻尼,提高数值模拟精度。算例表明,本文数值模拟结果与精确的理论解吻合较好。     

剖面二维悬移质泥沙输移方程的分步解法

利用空间概念上的分步法,对剖面二维悬移质泥沙 输移方程,提出两种不同的计算格式。通过比较分析后认为：在对流项较弱时,可采用隐格 式计算;在对流项占优时,为消除解的振荡,应采用显隐混合格式。另外,还利用实测资料 验证了上述计算格式。     

考虑涌潮作用的钱塘江二维泥沙输移数值模拟

钱塘江涌潮前后水位、流速和含沙量等物理量存在突变,给数值模拟带来了很大的困难,常规的数值模型往往不能准确模拟涌潮作用下的泥沙输移。在已建立的二维涌潮数值模型的基础上,应用基于准确Riemann解的Godunov格式建立了二维泥沙数值模型,模型首先检验了纯对流问题,然后模拟了钱塘江涌潮作用下的泥沙输移,计算结果反映了涌潮到达时刻含沙量的突变过程以及涌潮对泥沙输移的影响,揭示了钱塘江河口高含沙区的成因,以及涌潮是钱塘江河口大冲大淤的机理之一。     

对流扩散方程局部分析解的数值模拟

本文提出了数值求解对流扩散方程的局部解析算法。首先将方程在一个时间步内线性化，然后，将解表示为初始各单元脉冲解的迭加，如此得到的近似解是由初始单元解表达的解析式，具有与一般数值方法(差分、有限元等)完全不同的优势。分别对一维和二维方程的几个典型算例进行了计算，获得了令人满意的数值结果，精度高且没有稳定性的限制，说明本方法具有较强的应用价值。     

半自适应网格方法及其应用

本文发展了一种简单而有效的所谓半自适应网格方法，该方法的一个特点是所有的计算均在物理平面上完成。这种半自适应方法已被成功地应用于定常和非定常一维二维对流扩散方程初值问题的数值解，与存在精确解的结果比较表明，半自适应网格方法的结果具有很少的数值耗散，精度较好，与通常的差分方法比大约增加一倍多一点的计算时间，与变分或微分形式的自适应网格方法相比，大大减少了计算工作量。     

基于三角形网格的浅水间断流动泥沙输移数值模拟

浅水间断流动条件下泥沙输移具有广阔的工程应用背景.采用基于准确Riemann解的Godunov格式求解法向数值通量,应用干底Riemann解计算动边界问题,建立了基于无结构三角形网格空间二阶精度的二维水流和泥沙输移有限体积法数值模型.模型在纯对流问题检验的基础上,模拟了孤立波在滩面上传播变形以及对圆柱周围的局部冲刷,复演了孤立波变形后流场和泥沙场突变的过程,并且圆柱周围局部冲刷坑计算结果与实验基本吻合.     

二维稳态对流-扩散方程参数反演的迭代算法

利用有限元法求解了二维稳态对流—扩散方程,并利用迭代法对二维稳态对流—扩散方程参数反演进行了研究,得出了此类反问题的数值解法。数值模拟结果表明,此方法在求解二维稳态对流—扩散方程参数反演问题时是可行的也是有效的。     

用守恒元和解元法数值模拟二维溃坝洪水波

本文采用守恒元和解元方法（简称CE／SE法）来求解二维浅水方程，该方法从守恒积分型方程出发，严格遵守物理意义上的守恒律，通过设立守恒元和解元，从而提出一种新的数值模拟方法。用该方法计算得到的全溃的溃坝洪水波的数值解和理论解与文献中的实验值符合的较好。在此基础上，进一步对二维局部溃坝洪水波的演进过程进行模拟，结果表明，CE／SE法精度较高，稳定性较好，其溃坝洪水波的间断具有很高的分辨率，能很好的模拟溃坝洪水波的运动过程。     

对流方程解的高价数值格式

本文对经典对流方程的数值解建立了一个高阶数值格式。原理是在特征线脚所在网格的两个基点上建立5阶插值多项式,此多项式考虑了一阶导数的对流和两阶导数的嵌入,进而使数值格式的截断误差可达近6阶。理论分析和模拟单波对流输移验算结果表明,此格式比Holly-Preissmann方法具有更高的精度。     

黄河干流白银市水川段水面线计算方法对比分析

为克服能量方程逐段试算方法在河道水面线计算上存在的不足与局限,本文以黄河干流白银市水川段为例,采用二维水动力数值计算模型,对4种洪水频率工况下黄河干流白银市段的水面线高程进行计算,并将二维数值计算结果与能量方程计算结果进行复核和评价。经计算可知两种计算方法在计算结果上存在偏差,能量方程在河道水面线计算上是一种近似成果,而二维数值计算能够更加真实反映河道的实际情况,因此在水面线计算时推荐二维数值计算方法。     

水锤计算中压力管道的分段问题研究

简要介绍了水锤计算中常用的几种压力管道分段方法。重点对调整波速法进行研究,指出了该方法存在的不足,提出了相应的改进方法。改进的调整波速法能选取尽可能大的时间步长、最小化整个管系波速调整幅度、保证波速调整前后压力管道系统中水锤波的传播时间一致。算例分析表明提出的改进方法是合理的。     

具有隔板容器中液体晃荡的数值模拟

在容器中装置隔板来抑制液体晃荡是一种常见的工程措施。此文针对具有隔板的矩形容器中液体晃荡问题,采用时域高阶边界元方法建立了自由水面满足完全非线性边界条件的数学模型。求解中采用了半混合欧拉-拉格朗日方法追踪流体瞬时水面,并运用四阶龙格库塔方法更新下一时间步的波面和速度势。通过与文献的数值结果的对比,验证了本模型的准确性。通过大量数值试验,研究了隔板位置、尺寸和形式等因素对容器内晃荡液体运动特性、动力特性和容器固有频率的影响。     

用改进的特征有限元法确定抽水（注水）时的弥散参数

弥散参数是计算地下水中溶质运移和污染预测时的重要参数。本文提出用Hermitian插值的特征有限元法计算含水层的弥散度和阻滞系数。砂槽试验表明,数值计算的结果和实际观测值以及解析解相当一致,有高的精确度。用本文提出的数值计算方法,可消除大部分的数值弥散和数值振荡,可实际应用于由于抽水或注水造成的辐射流的弥散试验中的求弥散参数问题。也可推广应用于其他的溶质运移问题的数值计算中。     

Application of 2-D sediment model to fluctuating backwater area of Yangtze River

Based on the characteristics of backflow,a two-dimensional mathematical model of sediment movement was established.The complexity of the watercourse boundary at the confluence of the main stream and the tributary was dealt with using a boundary-fitting orthogonal coordinate system.The basic equation of the two-dimensional total sediment load model,the numerical calculation format,and key problems associated with using the orthogonal curvilinear coordinate system were discussed.Water and sediment flow in the Chongqing reach of the Yangtze River were simulated.The calculated water level,flow velocity distribution,amount of silting and scouring,and alluvial distribution are found to be in agreement with the measured data,which indicates that the numerical model and calculation method are reasonable.The model can be used for calculation of flow in a relatively complicated river network.     

动载荷反分析的精细积分法

动荷载的辨识问题研究在结构动力分析和应用中具有重要意义。根据精细积分法的基本原理,假定外荷载在离散时间步长内按线性变化,给出了一种动荷载识别的时域方法。数值算例计算结果表明,该方法不仅适用于稳态周期性荷载的识别,对于随机荷载识别精度也很高,同时,其形式简洁明了、应用方便,特别适宜于计算机求解,具有一定的理论意义和实用价值。     

带自由液面 Navier-Stokes 流动问题的ALE 分步有限元方法

将任意的拉格朗日 欧拉 (ArbitraryLagrange Euler,简称ALE)描述引入到Navier Stokes方程中 ,以速度和压力为基本变量 ,在时间域上采用分步求解格式 ,利用Galerkin加权余量法推导了分步格式的ALE有限元数值离散方程。并对带有自由液面的Navier Stokes流动问题的定解条件进行了分析讨论。最后利用所得到的ALE分步有限元方法对二维及三维不可压粘性液体大幅晃动问题进行了算例数值模拟 ,数值计算结果验证了本文方法及计算机仿真软件的正确性与可靠性     

LARGE EDDY SIMULATION FOR PLUNGING BREAKER WAVE

1 .　INTRODUCTIONInthenear shoreregion ,aswavespropagateintoshallowwater ,theprocessofshoalingleadstotheincreaseofwaveheight ,however ,thisprocesscannotcontinue ,andatacertain positionthewavebreaks .Inpractice ,breakingwavesarepow erfulagentsforgeneratingturbulence ,whichplaysanimportantroleinmostofthefluiddynamicalprocessesthroughoutthesurfzone ,suchaswavetransformation ,generationofnear shorecurrent ,diffusionofmaterials ,andsedimenttransporta tion .Manynumericalstudieshavebeenconductedt…     

ANALYTICAL STUDY ON FLOW PROCESS OF FLOATING-OIL RECOVERY DEVICE FROM OIL-CONTAMINATED SEAWATER BY MHD METHOD

A new method of recovering maritime oil-spill based on electromagnetic force,the so-called MHD oil-spill recovery method was proposed in the IEECAS. The operating process of MHD channel was described in this article. Numerical study was carried out using a two-dimensional water-air two-phase model and the VOF method. The agreement between the numerical and the experimental results was reached.     

SOLUTION OF 2D SHALLOW WATER EQUATIONS BY GENUINELY MULTIDIMENSIONAL SEMI-DISCRETE CENTRAL SCHEME

1. INTRODUCTION This paper deals with the numerical solution of the 2D Shallow Water Equations (SWE). The SWE are an important tool to simulate a variety of problems such as dam-break flows, hydraulic jump, tidal flows in estuaries, flood waves, etc. There are many numerical methods to solve the SWE. Finite volume Total Variation Diminishing (TVD) methods have been reported in Refs.[1,2]. The water level formulation in combination with the Godunov schemewas proposed in Ref. [3]. …