天然河道淹没丁坝群水深平均平面二维数学模型研究

本文根据平面二维水深平均水流运动方程组，利用控制体积法离散方程 并运用SIMPLER程式求解，研究了天然河道淹没了丁坝群水流计算平面二维数学模型，针对正交丁坝和非正交丁坝提出了各自的处理办法，同时分析计算河道进口流速分布规律，此数学模型经水槽试验资料和长江八卦洲河段物理模型实测资料验证，计算值和实测值符合良好。     

基于WENO格式的天然河道丁坝群二维水流数值模拟

本文应用高精度WENO(Weighted Essentially Non-oscillatory Schemes)格式结合有限体积法建立了河道丁坝群二维水流的数学模型。采用此模型对实际天然河道丁坝群水流水力特性进行了数值模拟,得到了流速场的分布,并与物理模型试验结果进行比较,表明这类格式精度高,稳定性能好,能够有效地计算复杂边界天然河道丁坝群二维水流水力特性问题。     

天然河道丁坝群局部冲刷三维数值模拟

为研究天然河道中丁坝长度对河床的冲刷影响,基于天然河道形状和实际丁坝群布置,提出适用于天然河道形状的丁坝群局部冲刷计算流体力学(CFD)三维数值模拟方法,建立了滦河马良子段丁坝群三维模型。采用RNG k-ε模型模拟计算,用VOF方法进行自由表面的追踪,并对丁坝局部冲刷坑形态及冲刷深度进行了数值模拟。对比实测数据,数值模拟结果与实测结果非常吻合。针对丁坝群中局部冲刷最严重的丁坝,对其长度进行调整,调整后冲坑深度明显改善。     

河道平面二维水流数值计算

本文应用破开算子法原理,将平面二维不恒定流基本方程按不同的物理意义破成对流、扩散和传播三个子方程。对对流方程,提出了基于特征线法的迭代解法,对扩散和传播方程,在局部区域内推演出同一形式的带源泊松方程,引入有限分析法求解,同时,利用边界对称点法,对河道二维计算中较困难的不规则边界计算问题作了较好的处理。     

丁坝附近垂线平均的二维流动计算

矩形河渠中丁坝附近垂线平均流速和床面剪切应力分布可用垂线平均的二维模型进行计算，该模型运用混合有限差分格式和迭代法求解水流和湍流输移的控制方程，由于坝头附近区域受流线弯曲的影响，在ｋ－ε湍流模型中引入了一个修正系数，这与以前的数值计算方法相比，流速和流线图的计算与试验数据间的吻合程度得到了明显改善，实际表明，该区域的床面剪应力主要受三维流动的影响，引入一个三维修正系数可大大地改善床面剪应力计算值，     

非淹没式丁坝群局部冲刷规律试验研究

结合某河道整治工程的实施,通过比尺模型试验,对丁坝群设计参数变化时局部冲刷规律进行了分析研究。总结了不同丁坝间距、长度和坝轴线方位角对冲刷坑深度及冲淤位置的影响,并根据试验观测资料提出了丁坝群各坝头局部冲刷深度的分析计算方法,所得结果可供河道整治工程规划设计参考。     

河道水流数值模型的数学性分析

本文通过对这一数值模型的数学特性进行分析发现，这一模型具有良好的稳定性和收敛性。     

恒流条件下丁坝的水流特征和冲淤形态分析

为了防止丁坝在湍急水流的冲刷下受到侵蚀,避免丁坝出现水毁破坏,模拟丁坝水流冲刷试验,在恒流条件下,对丁坝的水流特征和冲淤形态进行研究。结果表明,恒流条件下,丁坝阻挡水流时水位上升,水流从坝头绕过后水位逐渐降低;随着水流持续运动,离坝轴线越远,水流流速减小,泥沙沉积越多;在恒流条件下,离坝头越近,水流流速越快,冲刷深度越大。研究成果可为河道治理提供参考。     

非淹没异侧双体丁坝水流恢复区长度计算

丁坝恢复区长度是认识丁坝群作用尺度的一个重要指标,目前关于这方面的研究成果不多。分别基于双丁坝断面流速分布相似划分准则（准则Ⅱ）和大尺度涡不相重叠的作用尺度划分准则（准则Ⅰ）计算两种间距阈值,然后将恢复区长度转化为上述两个阈值的差,利用率定后的RNG κ-ε紊流数学模型进行数值模拟试验。建立了准则Ⅰ下的间距阈值经验公式,结合前人提出的准则Ⅱ下间距阈值的经验公式获得非淹没异侧双体丁坝恢复区长度的计算经验公式。验证结果表明,该公式计算精度较高,有一定的应用价值,可为以后河流系统中丁坝群的合理布置提供一定的参考。     

地下水流与河网水流的耦合模型

从河道水流一维不稳定流(扩展的圣维南方程组)有限差分的递代方程和地下水的有限元数值方法出发，通过河道四周地下水流与河道水流的交换流量把两个模型数值计算的矩阵方程从理论上耦合起来.理想水文流域系统的计算结果表明，模型的设计是合理的     

顺直河道采沙坑水流的三维数值模拟

建立各向异性三维代数应力紊流数学模型(ASM)克服了各向同性紊流模型的缺点，模拟出顺直河道中次生流现象；与实验成果的比较分析证明了该三维紊流模型有良好的准确性。运用该数学模型对采沙坑周围水流进行分析，结果表明河床上出现采沙坑后不但沿主流会造成纵向涡旋的坑上游缘口冲刷，横断面坑内次生流亦对河床有横向侵蚀，原有流态的变化迫使河床变形调整以趋向新的平衡。运用该数学模型能阐明次生流以及纵向涡旋对河床变形的作用，可模拟分析河道采沙对河床形态调整的影响，对河道采沙的科学决策和管理有积极意义。     

三峡电站日调节下游河道通航水流条件研究

介绍三峡工程建成后三峡—葛洲坝两坝间河道通航水流条件研究的历史过程和研究成果，内容包括两坝间通航水流技术标准研究，三峡电站枯水期负荷日调节，三峡电站汛期调峰对航运的影响研究，三峡大坝泄洪时下游河道通航条件的影响研究等。     

一种简洁有效的河道平面二维流动数值模型

本文提出了一种简洁有效的河道平面二维流动数值模型。模型采用跟踪河道中心线走向的正交曲线坐标系，曲线网格可用代数方法直接生成。这种河道正交曲线网格较好地适合了河流的形态特征及流动特性，模型基于显式有限差分，利用水面回算消除不稳定性。并使模型在空间和时间上均达到二阶精度。模型采用显式非恒定流渐近迭代法计算河流恒定流场，为了有效地抑制非线性不稳定性发展，二维模型初值由准二维计算结果提供。本文针对弯道水槽试验成果。多体绕流，边池回流和天然山区河流情况，对数值模型进行了测试和验证。结果表明，模型具有较强的模拟复杂流态的能力。     

天然河道水面线计算的几点体会

介绍不规则河道整治过程中,所采用天然河道水面线计算方法的计算路径与注意事项,供河道过水断面极不规则、河床不断发生冲淤变化、沿程水力参数变化较大河道整治设计参考借鉴.     

河道平面二维水沙数学模型的有限元方法

作者采用有限元方法建立起一套河道平面二维水流泥沙数学模型。在前人研究的基础上 ,采用了质量集中的处理方法 ,提出了压缩存储的方法 ,从而大大减少了计算存储量。针对有限元法时间步长需取得较短问题 ,采用了“预报 校正 迭代”的算法 ,提出了“非恒定 恒定 非恒定流”的算法 ,既能解决工程实际问题 ,又大大减少了计算量。作者以下荆江监利河段为例进行泥沙冲淤计算 ,计算结果与实测值符合较好 ,从而证明了模型的可靠性     

全隐式差分法求解河道平面二维恒定水流运动工程

本文针对河道平面形状窄长的特点，采用全隐式差分法求解河道平面二维恒定水流运动方程，网格划分为曲线正交网络，本文同时提出了一种适合于复杂河道边界的曲线正交网格产生办法。实际计算表明，全隐式方法精度较高，且基本无条件稳定，在普通微机上运行，计算速度也是实际应用时可以接受的。     

河道平面二维恒定流水力的数值模拟

采用有限元法建立了一种用于求解平面二维恒定流场的数学模型，并提出了一种处理固壁不可入边条件的方法。方程离散具有通用和严格的特点，对合成后形成的非线性方程组采用牛顿迭代法求解，一般仅需４－７次迭代便能获得稳态解。模型除经过各种典型情况的考题试算外，还用长江中游界牌河段的实测资料进行了验算，结果与实测值符合良好。     

山区宽窄相间河道平面二维水流数值模拟

针对山区河道受地质条件及河床演化的影响,其平面形态常呈现宽窄相间的渐变形态特征,采用贴体坐标法剖分正交贴体曲线网格求解域,用有限体积法离散控制方程,以SIMPLER计算程式求解耦合方程,建立山区宽窄相间河道平面二维水流数学模型。将模型计算值与宽窄相间水槽水流试验实测值及水动力学SMS软件计算结果进行比较,结果表明:该模型能够较好地模拟宽窄相间河道平面二维水流运动特性,宽窄相间河道河宽渐变将引起水深和流速的变化,在河道最窄处水深降到最低,流速最大;在河道最宽处水深达到峰值,流速最小。