中间渠道内非恒定流数值模拟

利用平面二维非恒定流数值模型，来研究中间渠道内非恒定流问题，该模型基于任意三角形计算网络，采用隐式求解自由表面的剖开算子法，离散求解控制方程，有效地处理了非线性混合算子和计算自由表面的困难，避免人工滤波措施，提高了计算精度和计算稳定性，并在三峡通航工程方寒比较中得到应用。计算结果表明，该模型能较好地反映中间渠道内水充特征，与分析模拟船闸不同运动方式下渠道内水流波动特性，达到优化运行方案，改善渠道内     

中间渠道内非恒定流数值模拟

利用平面二维非恒定流数值模型，来研究中间渠道内非恒定流问题，该模型基于任意三角形计算网络，采用隐式求解自由表面的剖开算子法，离散求解控制方程，有效地处理了非线性混合算子和计算自由表面的困难，避免人工滤波措施，提高了计算精度和计算稳定性，并在三峡通航工程方案比较中得到应用。计算结果表明，该模型能较好地反映中间渠道内水流特征，与分析模拟船闸不同运行方式下渠道内水流波动特性，达到优化运行方案，改善渠道内航行条件的目的。     

船闸中间渠道尺度对通航水流条件影响的研究

利用物理模型结合数学模型,研究船闸泄水进入中间渠道后,中间渠道内的水流条件与渠道尺度的关系。根据波动特性,对渠道内水体波动进行了定义。试验发现,船闸泄水正波在前进中波前逐渐变陡,到一定程度,波前水体形状将不再稳定,并形成短周期波。当中间渠道长度约等于泄水波长度一半时,船闸中间渠道振荡波最大。为改善水流条件,应调整输水时间、渠道水深等,以改变泄水波形状,或者直接改变渠道长度。     

大藤峡水利枢纽船闸中间渠道非恒定流三维数值模拟研究

采用两相流模型,辅以RNGk-ε湍流模型来模拟双级船闸中间渠道的水力特性,对于自由水面的模拟采用了VOF法.通过对中间渠道中非恒定流的三维数值模拟,主要针对波速、振荡波高、局部水面比降、渠道流速等水力要素进行分析,给出了上、下级船闸不同运转方式下的水力特性,为工程设计提供依据,且可为今后类似工程提供参考和借鉴.     

弯曲与分叉渠道溃坝波运动特性的数值预报

基于 TVD格式的有限差分算法思想 ,考虑节点与单元的对应关系 ,对任意四边形单元各边的通量采用优选限量函数的组合型 TVD格式进行插值 ,在时间上采用两步 Runge- Kut-ta法离散 ,建立了守恒型浅水方程有限体积的高分辨率计算模型。针对 180°强弯曲河道、90°双支以及 4 5°三支分叉渠道 ,数值预报了溃坝波的演进过程 ,揭示了溃坝波在弯曲河道中内外两岸速度与水位变化 ,在分叉河道中自动进行流量与动量再分配 ,在叉点角区形成旋涡、壅高等复杂运动特征 ,同时反映了湿底与干底的影响     

双色波数值模拟的造波方法研究

为了使数值波浪水槽模型能够精确简便地代替物理模型,并为港口海洋工程及内河工程提供重要的数据支持,基于不可压缩黏性流体的N-S方程和VOF方法,运用软件FLUENT建立数值水槽。通过对软件的二次开发,进行推波板造波方法的波浪数值模拟。将物理模型实验中的Sch?ffer二阶造波理论运用于波浪数值模拟,实现基于二阶推波板造波法的双频波数值模拟。在此造波基础上,开创性地模拟出变化地形下波浪的相互作用,体现出其非线性作用。研究结果显示:(1)将各工况得出数据分别与理论值和实验值进行对比验证,表明所用方法有较好的精确性;(2)通过双色波相互作用后的频域分析得出其适用范围为0.1h/L0.5。推波板造波法模拟的数值波浪有着较好的非线性和精确性,可以在一定条件下代替物理实验。     

升船机中间渠道的航行水力特性和尺度试验研究

通过物理模型试验，研究了Ⅳ、Ⅴ级航道的升船机中间渠道的航行水力特性，并根据船舶航速条件将中间渠道分为A、B、C三类，提出了中间渠道相应的参考尺度及其确定原则．     

弧形钢闸门主梁悬臂长度优化数值模拟研究

弧形钢闸门的使用对保证水利枢纽的正常运行具有重要作用和意义.本文以赵家堡子水电站为例,利用数值模拟的方法,展开主梁悬臂长度优化研究.根据模拟计算结果,认为主梁悬臂和主梁跨度之比为0.25时,即主梁悬臂长度为3.0 m时的主梁位移和挠度计算结果最优,为最佳方案,建议在工程设计中采用.     

进口流速对丁坝回流长度影响的数值模拟研究

运用计算流体力学（CFD）方法,对宽浅河道中非淹没丁坝的流场进行二维数值模拟研究。模拟结果显示RNGk-s模型能够较好地描述出丁坝下游实际回流特征的产生,扩散及消失过程,能够较好地模拟丁坝下游的回流尺度。最后采用此模型模拟不同进口流速在相同条件下的流场结构,通过量纲分析与数值模拟结果的比较分析得到进口流速对回流尺度影响的关系式。进口流速越大,回流边线越长越宽。研究结果对丁坝的设计与施工,具有一定的参考意义。     

三峡工程明渠导流通航及数值实验研究概述

通过三峡工程导流明渠导流通航研究及实践，在巨大导流流量和极高通航水流条件下，导流明渠满足了客货轮的通过能力，成功地解决了弯道上明渠导流及施工通航的关键技术问题。在对导流明渠的研究中，运用了小尺度自航船模试验、水流特性数值实验室模型等有关明渠导流及通航的创新技术，改进了明渠体形，解决了特殊情况下明渠通航条件问题。     

郁江湴滩航道整治试验研究

本文根据滩性分析，提出了疏炸与治导相结合的整治原则，在分析西津水位调节对滩河段影响的基础上，对设计方案在水位、流态、输沙等方面进行了全面试验。并根据试验中反映出的问题，对整治线宽度、炸礁范围等方面提出修改方案，试验表明:修改方案Ⅱ实施后，滩位比降增大，航槽输沙能力明显增强，水流平顺，沿程横流亦在允许范围内，工程效果明显。为了进一步论证工程方案的泥沙输移的效果，还进行了整治前后定床输沙对比试验。试验表明修改方案Ⅱ是可行的。     

波、流共同作用下的近底泥沙输移及航道骤淤预报

波、流(包括潮流和风吹流)共同作用下的输沙机理是波浪轨道速度掀沙与挟沙，波浪传质速度、潮流速度和风吹流的合成速度输沙。根据波动水流能量及泥沙运动原理，参考窦国仁推导底沙输沙率的方法，推导出波浪、潮流和风吹流共同作用下的底沙输沙率公式。对于细颗粒泥沙，底沙输沙实质上是近底泥沙(包括浮泥)的输移；应用本文公式对大风期黄骅港外航道的骤淤进行验证计算，得到与天然较符合的结果。另外，根据近年的实践，改进以前的浮泥输沙公式，给出二种输沙的计算模式。本文是作者1987年以来研究此问题的总结。     

限制性航道中船行波传播特性的数值研究

基于完全非线性Boussinesq方程的开源程序包FUNWAVE-TVD建立了限制性航道中船行波运动的数值模型,重点分析了船舶在该类型航道中诱导生成的最大船首孤立波波高、最大船尾波波高以及最大近岸横向流速的时空分布规律。结果表明：模型能较好地捕捉船行波在限制性航道中的演化过程;根据回归分析得到了最大船首孤立波波高η_max与船舶吃水p、弗汝德数F_r的幂函数型经验关系;最大船尾波波高η_max及最大近岸横向流速u_ymax随船舶吃水p和弗汝德数F_r的不同呈分段式变化规律。研究结果可为限制性内河单线航道的设计以及通航要求提供参考。     

水下爆炸兴波及其对结构物作用问题的数值模拟

基于势流理论,利用边界元方法,对水下爆炸兴波及其对结构物作用问题进行了数值研究。水下爆炸兴波是基于简单气泡模型的假定,运用满足自由水面条件的时域格林函数进行数值模拟。在时域内分析了水下爆炸兴起的水波对结构物的作用,并初步探讨了波浪力随炸药量、埋深及结构物与炸源水平距离的变化规律,有较好的参考价值。在规则波作用下波浪力的计算结果与频域方法吻合良好,验证了该文数值方法的有效性。     

长江口深水航道回淤二维数值模拟分析

长江口深水航道整治工程位于长江口北槽,分三期完成。工程实施后,航道内每年均出现严重回淤现象,航道疏浚维护费用巨大。通过建立长江口深水航道二维数学模型,计算了1997、2001、2005、2009年4个不同时间段典型断面涨落潮流量,分析了长江口深水航道工程实施期间涨落潮流量的变化情况,探讨了航道回淤的原因。一期工程使航道中段落潮流量减小而上段落潮流量增加,二期工程后航道整体落潮流量减小,三期工程的实施减缓了航道落潮流量减小的趋势,而航道内落潮流量的减小可能是出现严重回淤的水动力原因。     

北运河通航开发及综合治理方案初探

在深入调研京杭大运河历史及现状的基础上,对北运河北京通州北关闸至天津北辰屈家店枢纽段的通航及综合开发的可行性进行了探讨。分析了北运河通航的主要技术难点,针对V级和VI级航道两个航道等级,进行了两船闸和四船闸的通航技术方案对比;并从水资源综合利用、防洪工程、航道整治、闸坝和桥梁改造、码头布置、景观营建及水质修复等方面进行了广泛探索,提出对北运河通航开发应该综合治理,除了考虑通航本身的技术要求,还应注重传承和延续运河千年潜运文化,营造宜居的生态环境。     

三峡工程明渠汛期通航

通过明渠汛期试航，摸清了通航水流条件，航线、航法，探索了扩大通过能力的可能性。简要介绍了三峡坝区汛期水情特点和明渠汛期通航条件，明渠汛期换推，绞滩可行，有效，其潜力有待进一步发挥。１９９８年受洪水影响，断航，碍航时间长，明通航船舶数量不足。对１９９８年明渠汛期的助航，限航，禁航和通航作了统计与分析。提出了修订明渠通航流量标准、补充安排试航项目，优化绞滩方案等有关明渠汛期通航的意见。