峡口塘水电站泄洪雾化数值模拟计算研究

为了预测峡口塘水电站泄洪雾化的影响范围,建立了相应的数值计算模型,利用江垭水电站泄洪雾化的原型观测资料对数值模型进行验证,计算结果与原观资料基本一致,表明该数值模型是合理的。利用验证的计算模型对峡口塘水电站5种不同工况下泄洪雾化进行预测,计算结果表明无风以及纵向风速15 m/s条件下,各级工况右岸电厂以及下游交通桥均位于毛毛雨区(10 mm/h~0.5 mm/h)外,未受到雾化降雨的影响,而坝下200 m范围内左右两岸边坡均处于暴雨区,受雾化降雨影响较大。     

泄水建筑物挑流泄洪安全控制技术研究

为寻求某水电站溢洪道的最优泄洪方式,选择合适的消力池尺寸。采用水气两相流方法,对某工程的大型泄水建筑物进行数值模拟。通过迭代计算k-ε两方程模型,利用追踪自由液面的VOF方法对水面线进行模拟,计算得到泄槽水面线、挑流水舌、消力池底板压力、挑距、流速等水力参数。通过分析消力池内水流流态选择合适的消力池尺寸,数值模拟结果与规范计算结果互相验证,吻合较好,验证了数值模拟成果应用在实际工程的可行性。     

深圳湾填海工程对大沙河泄洪能力的影响和对策

以实测珠江口、深圳湾资料为基础．理论分析为指导,用有限元法建立水动力数学模型。模型离散时采用三角形和四边形混合单元,速度采用二阶插值函数,深度采用一阶插值函数,计算效率高。并结合深圳湾内可能的填海工程方案．详细研究岸线变化对大沙河泄洪能力的影响和对策,给出大沙河延伸段的河宽并提出河道维护对策。     

某水电站泄洪底孔水力学特性的数值模拟研究

对于不同水文地质条件选择合理的泄洪建筑并对其进行实验模拟以及数值计算模拟是保护下游水利设施的重要步骤之一.本文利用有限元软件建立泄洪底孔结构并对其水力特性进行模拟分析,将有限元软件模拟结果与实验所得结果进行对比以验证有限元模型的可靠性以及适用性,分别设置设计工况和校核工况,对比两个工况下的计算结果以说明有限元模型模拟结...     

某重力坝泄洪底孔水力特性的数值模拟研究

为了充分研究泄洪底孔的水力特性,利用FLUENT软件,采用标准 k～ε紊流数值模型和体积分数法（VOF ）自由表面追踪技术,对某重力坝泄洪底孔全程进行了三维数值模拟研究。数值模拟得到了设计和校核洪水位两种工况下,泄洪底孔的沿程水面线、压力以及流速分布等水力特性。数值模拟结果与模型试验数据对比分析显示,二者吻合较好。研究表明数值模拟在实际工程运用中是可行的。     

梯形迷宫堰数值模拟及体型优化设计

采用标准k—ε紊流双方程模型,引入VOF方法处理自由水面,根据气—液两相流计算模型对迷宫堰的流场进行了数值模拟,计算结果与试验数据较为吻合。模拟结果表明,采用数值模拟可以计算出迷宫堰的泄流能力,解决迷宫堰的泄流问题。从最大限度抬高正常蓄水位、实现雨洪安全高效利用的角度出发,通过确定迷宫堰的优化设计原则、优化目标、约束条件建立梯形迷宫堰模型,以石路水库为例结合UWRL流量计算法对该模型分析求解,并结合坝顶高程安全复核方法确定结果的可行性。结果表明采用该方法即能够最大化提高水库的蓄洪能力,还能保证大坝安全泄洪,满足安全高效利用雨洪资源的原则。     

重叠布置泄水建筑物坝面隔墙 脉动压力特性研究

采用数值模拟的方法,利用大涡模型对重叠布置泄水建筑物泄流工况进行模拟计算,试验数据验证结果表明数值模拟方法合理可行。根据实测数据和计算结果,对坝面隔墙处脉动压力特性进行分析研究。通过对流场分布、频谱分析以及脉动压力强度系数等研究,分析得出脉动压力的脉动源以及脉动压力在隔墙上的分布规律。     

明渠交汇口水流及污染物输移数值计算

针对明渠交汇口流动特性应用深度平均H-L紊流模型和污染物传输方程建立了明渠交汇口水流流动及污染物输移模型；采用有限体积法离散格式及交错网格上的水深-速度校正算法进行了数值计算并应用实测资料对数值模型进行了验证。计算结果与实测资料吻合较好，表明所提出的模型能较好的预测交汇口水流分离区及污染混合区形状及大小。     

淮河干流正阳关至峡山口段 河道整治研究

通过分析淮河干流形态、水沙时空分布、冲淤变化等基本特性,开展了河工模型试验研究和二维水动力数值计算,采用2003、2005、2007年实测洪水资料对模型进行率定与验证,模拟值与实测资料吻合较好,为河道整治提供了研究思路。利用模型对河道整治方案进行了效果分析,对行洪区调度方案进行了优化。     

深圳河防洪能力影响因素分析

深圳河经过30多年的治理,防洪能力得到极大的提高。但是近年来河道淤积、河口红树林等发展,降低了河道的泄洪能力。本文采用数学模型的方法,计算设计条件下河道淤积发展、河口潮位变化等影响因素对深圳河泄洪能力的影响程度,为提高深圳河防洪能力的治理方向提供参考。     

水电站进水口水力特性数值模拟研究

结合二滩水电站、小湾水电站、洪家渡水电站和天生桥一级水电站,采用k-ε紊流模型对其进水口水力特性进行了三维数值模拟,对进水口水头损失、流速分布及流态等方面进行了总结。数值模拟结果得到了模型试验结果的验证。     

一种基于下垫面变化的产汇流模型及其应用

为土地利用变化较大的流域构建产汇流模型时,下垫面的变化是一个极其重要的因素。利用中国科学院土地资源分类系统将流域分为不同的下垫面类型,在每一种下垫面上分别考虑蒸发和下渗要素的影响,运用超渗-蓄满耦合产流模式进行产流计算,并采用单位线汇流和线性水库模型演算至流域出口断面,从而构建了基于下垫面变化的产汇流模型。在模型率定和验证时,对大清河水系紫荆关流域的洪水序列作频率分析,以不同重现期的洪水序列分别对模型进行率定和验证。从模拟结果来看,模型结构基本反映了流域产汇流的各个环节,模拟结果能够满足研究精度要求。     

基于CMADS驱动下SWAT模型的敖江流域径流模拟

目前针对气象、水文资料不足的小尺度流域进行径流模拟的研究相对较少。选取敖江流域为研究区,利用中国大气同化驱动数据集(CMADS)驱动SWAT模型对该流域2008—2016年进行逐月径流模拟,并使用水文比拟法结合邻近的2个传统气象站计算出模拟时段的观测数据以完成模型参数的率定与验证。结果表明:模拟结果与观测值较吻合,率定期(2010—2013年)评价指标决定系数R²和Nash-Suttcliffe系数NS分别为0.84和0.76,验证期(2014—2016年)两者分别为0.85和0.74,均达到了模型的评价要求。研究成果表明CMADS驱动下的SWAT模型适用敖江流域的径流模拟,采用水文比拟法适合在水文资料不足的地区进行径流计算,可为缺少气象与水文资料的小尺度流域进行径流模拟提供参考。     

Simulation and optimization of an experimental membrane wastewater treatment plant using computational intelligence methods

The optimization of relaxation and filtration times of submerged microfiltration flat modules in membrane bioreactors used for municipal wastewater treatment is essential for efficient plant operation. However, the optimization and control of such plants and their filtration processes is a challenging problem due to the underlying highly nonlinear and complex processes. This paper presents the use of genetic algorithms for this optimization problem in conjunction with a fully calibrated simulation model, as computational intelligence methods are perfectly suited to the nonconvex multi-objective nature of the optimization problems posed by these complex systems. The simulation model is developed and calibrated using membrane modules from the wastewater simulation software GPS-X based on the Activated Sludge Model No.1 (ASM1). Simulation results have been validated at a technical reference plant. They clearly show that filtration process costs for cleaning and energy can be reduced significantly by intelligent process optimization.     

水下航行体壁面脉动压力的大涡模拟研究

湍流壁面脉动压力是重要的水动力噪声源,开展相应的计算与试验研究十分必要。作者在大涡模拟的理论框架下,结合精细网格生成技术,对于水下航行体的壁面脉动压力进行了数值预报。首先,详细描述了所使用的大涡模拟方程与动态Smagorinsky亚格子模型,介绍了离散求解的数值方法。其次,利用大涡模拟计算了SUBOFF模型主体与附体上的表面压力分布,并利用试验结果进行了验证,分析了大涡模拟方法计算定常流动的可靠性。再次,计算了平板的湍流壁面脉动压力,并与CSSRC的消音风洞试验结果进行了对比,分析了大涡模拟方法计算非定常流动的可靠性。最后,对于水下航行体模型主体上三个位置与围壳上四个位置处的壁面脉动压力进行了大涡模拟,得到了脉动压力1/3OCT频谱,分析了频谱高频与低频特性以及衰减特性,并用试验结果进行了验证。研究表明,本文建立的水下航行体壁面脉动压力的数值预报方法是可靠的。     

基于Flatjoint接触模型的岩石单轴压缩和巴西劈裂颗粒流模拟研究

基于颗粒流平台,选择Flatjoint接触模型作为岩石模拟的基本模型,用单轴压缩和巴西劈裂数值试验测试岩石宏观参数,对数值试验进行正交设计,采用多因素方差分析和回归分析研究宏细观参数之间的关系。在此基础上,提出了基于岩石单轴压缩和巴西劈裂数值试验的细观参数匹配方法。以灰岩的室内试验为基础,对灰岩细观参数进行了标定,实现了灰岩单轴压缩和巴西劈裂的颗粒流模拟,模拟结果与试验结果相接近,验证了本文方法的有效性。     

船闸运行状态与通过能力仿真分析

为定量分析和预报船闸的运行状态并指导其交通调度,基于Arena离散事件仿真平台,以湘江长沙枢纽双线船闸为例,通过已有研究成果建立船闸交通仿真模型,经实际资料验证该模型的可靠性,并分析了船闸在不同交通调度方案下的运行状态参数及最大通过能力。仿真分析结果表明,只有提高每个闸次的闸室利用率,才能有效增加船闸的通过能力;每个闸次的船舶艘数越多,一次过闸时间就长,平均延误就长。运行实践中可根据船闸状态和过闸交通需求,合理进行交通调度,在保障过闸安全的前提下协调船闸通过能力与船舶延误之间的关系。借助仿真输出的运行状态参数,有助于充分掌握船闸系统的交通规律,分析不同设计水平下的船闸最大通过能力,或是视不同交通负荷预选调度方案,综合提高过闸能力与服务质量。     

作物需水量与灌溉制度模拟

从作物需水量的基本概念出发，以水量平衡原理为基础，建立了模拟农田根层土壤水循环的计算机模型-ISAREG.这一模型具有多种功能，可模拟根层土壤水分变化，评价给定的灌溉制度，计算作物需水量和灌溉需水量，也可用以制订多种供水限制条件下的优化灌溉制度．用望都灌溉试验站的小麦、玉米、棉花3种作物两年的试验观测资料对上述模型进行了验证．     

MIKE SHE模型在灞河径流模拟中的应用研究

以灞河流域作为研究区域,依据该流域水文气象1990-2010年实测资料,采用MIKE SHE模型对流域径流进行模拟研究,利用Arc Gis等技术建立了模型数据库,对模型参数进行了率定和验证,使用多目标(均方根平方误差、模型效率系数和决定系数)对模型适用性进行了评价。结果表明:年径流模拟效果比较好,MIKE SHE模型在灞河流域的适用性较好,研究所率定的参数可为进一步研究灞河流域水资源利用与管理提供依据。     

感潮平原河网水流水质计算模型应用研究

根据平原河网在不同水文时期关注的目标,应用建立的水流水质计算模型,对研究区历史发生的5场洪水水流进行了验证,并对现状枯水期水流和水质进行了计算。结果表明,模型对洪水水流预报和枯水水流及水质计算都能达到较高的精度。通过研究区河网水环境现状验证,提出了枯水期相应的水质改善方案,为地区河网水资源的综合利用及水环境管理提供了决策依据。