黄河河口潮流和泥沙淤积过程数值分析研究

用有限元方法对黄河河口海域的潮流海洋动力过程进行了数值模拟和分析；通过对典型时刻河口潮流流速矢量图和流速等值线分布图的分析计算，验证了黄河河口门外以及渤海湾和莱州湾交界点存在的两个高流速场；通过入海泥沙淤积厚度等值线平面分布及其变化过程、淤积厚度沿入海流路纵向的变化过程和海底典型高等线+1m，0m和-1m变化过程对河口海岸冲淤、海底变形过程进行了动态跟踪模拟和分析，所得结果与实测资料和遥感解译图像分析基本一致。     

潮汐河口平面二维非恒定流数值模拟

本文基于三角形网格划分，采用有限元法，建立了平面二维非恒定潮流数学模型。采用了质量集中、压缩存储的处理方法和“预估校正”的时间推进算法，较好地解决了有限元计算存储量和计算速度问题。对长江口南北支河段进行了验证计算，结果表明模型能较好模拟长江口南北支河段的潮流运动情况，且计算稳定性好、速度快、精度高。     

水流与潮流作用下沙丘演变数值模拟

泥沙问题逐渐成为水利工程中的一个重要课题,其对港口航道等与人们生产生活相关方面的影响越来越显著。本文应用ADI格式离散求解浅水方程,并结合采用Euler-WENO方法求解地形演变方程,经验证得到了较好的对比结果。建立的模型应用于对河口拦门沙演变的研究,探讨了水流大小不同以及在潮流作用情况下拦门沙的最终演变结果。     

瓯江口潮流数值模拟

建立了时间二次插值的三角形网格显式差分数学模型,从而提高了原三角形网格显式数学模型［1］的稳定性和精度。使用三角形网格全自动剖分技术进行网格剖分,使用"干湿"判别法处理了露滩问题,用两套节点关系处理潜堤问题,对大范围(既有细长河道又有大面积海区)、多岛屿、地形及流态复杂的瓯江口海区的潮流场进行了成功的模拟。并根据模拟结果,对瓯江口海区的潮流特征进行全范围的分析介绍。     

蒙洼蓄滞洪区洪水淹没数值模拟

蓄滞洪区是我国江河防洪体系中重要的组成部分。蒙洼作为淮河中游一个重要的蓄洪区，在淮河洪水调度中发挥着至关重要的作用。采用二维非恒定流不规则网格模型，模拟蒙洼蓄洪区内洪水淹没过程，分析蓄洪区内洪水风险，并采用2003年淮河大洪水的实测资料，对模型进行验证。结果表明，该模型能较好地模拟蒙洼蓄洪区洪水淹没过程，可用于蒙洼蓄洪区的规划、建设、管理，乃至整个淮河流域的洪水预报。     

水电站非正常运行下库区涌浪数值模拟

水电站非正常运行情况下，引水系统流量突变往往会引库区及下游河道涌传播，对于有航运要求的水利枢纽，这种涌浪往往会引航道附近的水流流场，恶化通航条件。本 库区涌浪计算的平碉一维水流数学模型，并应用于凌津滩水电站和琅琊山抽水蓄能电站中，表明该模型具有较强的计算模拟能力。     

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     

三维潮流温度数值模型研究及应用

为了正确评估潮汐河口热电厂温排放对受纳水体的环境影响,河口地区的潮流场与温度场的数值计算非常重要。建立了三维潮流温度数学模型,模拟电站温排水的稀释扩散规律,分析温升场的变化特征。并以澳门路环发电厂为例,对本模型进行了应用,取得了比较满意的结果。     

水电站非正常运行下库区涌浪数值模拟

水电站非正常运行情况下，引水系统流量突变往往会引起库区及下游河道涌浪传播，对于有航运要求的水利枢纽，这种涌浪往往会影响引航道附近的水流流场，恶化通航条件。本文建立了库区涌浪计算的平面二维水流数学模型，并应用于凌津滩水电站和琅琊山抽水蓄能电站中，表明该模型具有较强的计算模拟能力。     

钱塘江南岸上虞拟建港区潮流泥沙数模研究

钱塘江航运的发展一直受到深槽线平面摆动、纵向庞大的沙坎浅水区和涌潮3个因素的制约, 上虞港区建港条件也取决于上述因素.建立了大范围的潮流泥沙数值模型,在对模型进行多次验证的基础上,数值模拟了拟建上虞港区的潮流场、泥沙场,并对港区的潮流、泥沙场进行了分析,预测了钱塘江河口规划堤线方案实施后港区潮流、泥沙场的变化,为上虞港的规划和预可方案研究提供了技术依据.     

黄河口潮流与泥沙输移过程的数值研究

黄河口的海洋动力输沙能力受径流、潮流和波浪等动力条件的影响,是个十分复杂的问题.本文利用MIKE21模型建立了渤海水域大模型和黄河口水域的小模型,大模型为小模型提供外海边界条件.利用渤海水域验潮站的分潮资料对大模型进行了验证,计算值与实测值符合良好.黄河口水域小模型计算研究了多个人海流路口外水域的潮流过程和潮流输沙能力,计算结果得到黄河口水域新、老口门附近存在三个高流速区,最大潮流速在1.7m/s左右,自渤海湾向莱洲湾的强大沿岸流输沙是黄河口潮流输沙的主要形式,分析计算口外泥沙净通量得到刁口河、原河道和现行清8流路、马新河、北汊流路和十八户流路口外水域向口门两侧10km外和外海的输沙量占利津沙量百分数分别为51.04%、39.27%、29.94%、17.75%、12.96%和7.22%,年均输往外海沙量分别为3.00亿t、2.18亿t、1.66亿t、0.99亿t、0.72亿t和0.40亿t.计算得到的清水沟原河道的潮流输沙能力与多年资料分析结果基本一致.     

水平轴潮流水轮机水力性能的数值模拟研究

采用数值模拟方法对一种带增速管的水平轴潮流水轮机的流量特性和转速特性进行了研究,并分析了增速管长径比、面积比对该水轮机水力性能的影响。计算结果表明:该潮流水轮机能量转换效率较高,同时自启动性能好,但对潮流流速变化较敏感;增速管可显著提高水轮机的水力性能,特别是输出功率;对于一定结构形式的潮流水轮机,增速管具有最佳的长径比。     

三维动边界破开算子法不恒定流模拟研究

本文以静水压强假定下的大尺度三维水流方程为基础，对微分方程采用混合破开算子法求解，并引入了透水介质法处理动水边界、自由水面边界和床底边界，将动边界问题转化为定边界问题求解，对大尺度水体中的恒定与非恒定流动进行了成功的模拟计算。     

河口海岸滩涂围垦工程的潮流数值模拟

采用动边界的平面二维潮流数学模型,以椒江河口为例,在完成了对实测水文资料的验证后,对台州浅滩围垦前后台州湾的潮流进行了模拟计算。研究表明,台州浅滩实施围垦工程后,台州湾潮流特征基本不变,对航道流速无影响,在不改变潮流特性的情况下,可对滩涂资源加以开发利用。     

河道整治工程数值模拟分析

通过建立平面二维数学模型,应用MIKE21水动力模块对某工程险段拟采用的方案流场进行动态模拟,并对比分析工程方案实施前后险段流场的变化情况,为该工程险段河道整治方案工程设计提出建议.     

基于线性插值的二维流场数值模拟可视化

根据二维层流运动基本方程,结合具体的突扩流动边界条件,采用迎风格式,运用Fortran进行数值计算,利用VisualBasic开发应用程序,详细说明了二维流场数值模拟可视化程序开发的步骤,指出其中关键环节的处理方法,尝试利用线性插值处理流函数等值线,并进行网格节点的读取,最后与国外同类软件进行比较,得到了理想效果。     

圆域内双柱整流现象的数值模拟

本文基于Ｒｅｙｌｅｉｇｈ整流定律，利用Ψ－ω形式的定常不可压Ｎ－Ｓ方程，数值模拟了双柱在圆域内作高频小振幅振动时所产生的定常整流流动。揭示了流动随整流雷诺数的演化特性。此外就求解Ψ－ω形式的Ｎ－Ｓ方程所涉及的定解边界条件问题，本文亦进行了必要的讨论。     

祁家渡黄河铁路大桥岸坡数值模拟分析

祁家渡黄河铁路大桥位于甘肃刘家峡水库库区。针对桥梁设计及施工过程中所面对的问题,通过现场调查、室内试验,掌握了桥址岸坡岩土体特征,之后建立二维及三维数值模型,利用FLAC3D软件对所建模型进行数值计算,得到两岸坡现状稳定系数、稳定岸坡角以及岸坡在施工过程中的应力应变状态。计算结果表明:岸坡整体处于稳定状态;岸坡位移及应力集中主要分布于卸荷裂隙带范围内;桥墩基槽开挖可能导致基坑后壁局部失稳。最终,根据稳定性分析结果提出相应支护建议,以达到保证桥址岸坡稳定的目的。     

水轮机内部湍流计算方法研究

概述了水轮机内部流动计算近几十年的发展历史与研究现状,介绍了水轮机内部三维流动计算的控制方程及其解法以及常用商业软件,总结了湍流的数值计算方法,重点讨论了湍流模型理论,并指出水轮机内部湍流计算正朝着全三维、小尺度、瞬时化处理发展。