河流平面二维水流数学模型在抚河中的应用

本文提出了天然河道平面二维水流流场计算的一种通用数学模型,该模型克服了天然河道边界形状复杂、长宽尺度相差悬殊和由于水位波动引起计算边界变化等困难。应用该模型对抚河中游柴埠口至焦石坝河段洪水与中水流场进行了数值计算。计算结果表明,该模型具有较好的数学特性。     

复杂边界河道流速场的数值模拟

本文采用正交曲线拟合坐标来克服天然河道复杂几何边界给有限差分法带来的困难，采用物理分步法求解水流的控制方程，应用“运边界”技术追踪在非恒定流时，因水位变化引起的计算区域的变化。建立了天然河道非恒定流的计算模式，成功地模拟了具有复杂边界二维河道的流速场。     

分型算法在二维非恒定流的数值模拟中的应用

采用分型算法求解水流运动的二维浅水方程 ,采用“动边界”技术追踪在非恒定流时因水位的变化而引起的计算区域边界的变化 ,建立了天然河道非恒定流的数学模式。通过实例计算说明 ,本模型对河口、湖泊等一类宽阔水域流场的计算非常有效 ,能够满足实际工程的需要。     

河道贴体平面正交曲线网格自动生成技术研究

河道流体数值计算中,为了克服天然河道边界复杂、长宽尺度相差悬殊等困难,基于有势流的等势线和流线的正交机理,利用POSSION方程转换,自动生成了贴合河道边界的正交曲线网格,从而使复杂的河道计算域转变成规则的矩形域,为河流数学模型的数值离散及求解提供了极大的方便。     

Excel的迭代计算在河道水面曲线计算中的应用

在天然河道治理、防洪规划和水利工程建设中,需要确定河道水面曲线。天然河道的水流一般是非恒定非均匀流,然而由于河道中各种水力要素随时间的变化非常缓慢,可以认为天然河道在一定时间内是恒定非均匀流。在河道水面曲线计算中,常用的方法有试算法和图解法。本文根据天然河道恒定非均匀流水面曲线的公式,采用Excel软件的迭代计算功能,以贵州省清水河格里桥水电站为实例进行河道水面曲线计算,有效地提高了工作效率。     

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。     

天然河道非恒定流条件下阻力系数变化规律的研究

天然河道非恒定流水面线的计算,在生产实践中有着重要的意义,而阻力系数的选取直接影响其计其计算成果。本文在以汉江丹-襄河段为例进行天然河道非恒定流水面曲线计算的基础上,利用大量实测资料,运用无约束最优化方法进行了天然河道非恒定流时的阻力系数和糙率率定的研究和计算。这种方法是利用计算技术对天然河道的实测数据进行分析和整理的一次尝试。根据计算结果,本文给出了阻力系数、糙率与流量、水位、时间、佛汝德数及Q/t的变化关系。这些变化关系的特征大体上与前人的理论和实践分析相符,同时还得到了一些新的变化规律。     

河道基本生态需水的年内展布计算法

基于河流天然径流的变化特征和生态水文过程对径流的年内动态需求,提出了一种新的河道基本生态需水计算方法——生态需水年内展布计算法。该方法选取河流天然径流过程的特征变量来确定与量化同期均值比,并结合多年月均径流过程进行河道基本生态需水量的年内过程计算,弥补了传统水文学法以多年平均径流量的特定百分率或者天然径流量频率曲线上的特定保证率作为水文指标进行生态需水量计算的不足。以淮河干流的河道基本生态需水量年内过程计算为例,并同时与Tennant法、最小月均径流过程作对比。计算结果表明:在Tennant法的评价标准中所对应的河道状态与河道基本生态需水概念界定的生态功能目标相一致,并较好地体现了河流天然径流的年内丰枯变化过程,能够满足河流生态功能目标对径流的实际需求。本文方法计算结果较为合理,符合实际情况。     

河道工程建设防洪评估中水位壅高计算探讨

在河道上的工程建设防洪评估中，可用差分方法求解天然河道水位沿流程变化的微分方程，计算河道工程建设前后水面线，进而求得工程影响洪水位壅高值。文章特别在计算工程建设的前后天然河道水面线时，对确定糙率ｎ、局部损失系数ζ值进行了分析和探索，提出了确定ｎ和ζ的较好方法，使计算成果合理、正确。     

用正交曲线网格及“冻结”法计算河道流速场

本文采用边界拟合正交曲线网格,来克服天然河道边界形状复杂及长宽比相差悬殊所带来的困难。在数值求解过程中介绍了用“冻结”技巧来处理动边界,使动边界计算问题简化成固定边界。本文在前人的弯道研究基础上对变换后的基本方程式作了修正,修正后的方程式可以考虑弯道水面横比降所引起的环流对垂线平均流速的影响。     

天然河道水面曲线计算方法探讨

在天然河道治理、防洪规划和水利工程建设中，都要确定水面曲线，天然河道的水流一般是非恒定非均匀流。河道中各种水力要素随时间的变化非常缓慢，可以认为天然河道在一定时间内是恒定非均匀流。本文根据天然河道恒定非均匀流水面曲线的公式，讨论如何确定各参数进行计算，并指出河道分段时应注意的事项。     

河道二维全沙数学模型的研究

预报河道冲淤变化的二维数学模型,已受到广泛重视。对此问题的研究和解决,不仅有助于数学模型的发展,而且也将为解决大型水利枢纽工程及航道淤积等重大实际问题提供新的手段。本文通过使用ADI法和动边界技术,较好地反映了河道在各级流量下平面流场问题。在吸取全沙物理模型经验的前提下,提出了模拟悬沙、底沙(包括卵石在内)的全沙计算模式,从而给出悬移质含沙量和级配以及由悬沙和底沙(包括卵石在内)的泥沙运动引起的河床冲淤变化和级配变化。对长江砖灶子河段的验证计算表明,在水位、流速、流态、冲淤部位和冲淤数量等方面,数学模型均能给出与天然实测值基本一致的结果。     

基于等效阻力的植被化复式河道流速分布研究

天然河道中许多都是具有主槽和滩地的复式河槽,水流漫滩以后,复式河槽的水流结构发生复杂的变化.而天然河道漫滩上常常生长着各种植物,水中植被的存在增加了河床的阻力,如何确定流速分布和流量十分重要.本文基于植被作用下水流阻力的等效平衡原理,提出刚性植被等效附加阻力系数以及植被等效综合阻力系数的计算方法.通过运用SKM方法计算植被作用下的复式河槽垂线平均流速的横向分布,结果表明,本文提出的植被等效综合阻力系数的计算方法是可行的,能较好地确定植被作用下的复式河道垂线平均流速的横向分布.     

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。     

平面二维河床变形的数值模拟

为了研究河道平面二维的河床变形问题，及由此而引起的对防洪、航运等造成的影响，本文给出出非均匀沙的平面二维全沙动床数学模型方程组，并考虑了移质不和饱和输移、非均匀沙推移质输移及床沙级配的调整。在求解水流泥沙运动方程时，采用控制体和只法及动边界技术，对水流速度场、悬移质浓度场及河床变形进行了数值模拟。该模型采用正交曲线网格来克服天然河道边界形状复杂、长度尺度相差悬殊以及由于水位波动引起计算边变化等等困     

施工期三峡工程河段流场数值模拟

三峡大坝施工过程中，土石围堰及其它水工建筑物将改变原有河道水流结构分布，水动力条件的改变是工程较为关注的问题之一。本文通过曲线网格拟合天然河道边界建立二维数值计算模型，模型经实测资料验证后预测了施工期在典型流量条件下流场的改变，为工程有关实际问题的决策提供了依据。     

河道基本生态需水的年内展布计算法

摘要：基于河流天然径流的变化特征和生态水文过程对径流的年内动态需求，提出了一种新的河道基本生态需水计算方法——生态需水年内展布计算法。该方法选取河流天然径流过程的特征变量来确定与量化同期均值比，并结合多年月均径流过程进行河道基本生态需水量的年内过程计算，弥补了传统水文学法以多年平均径流量的特定百分率或者天然径流量频率曲线上的特定保证率作为水文指标进行生态需水量计算的不足。以计算淮河干流的河道基本生态需水量年内过程为例，说明了计算过程，同时与Tennant法、最小月均径流过程作对比。结果表明：计算结果在Tennant法的评价标准中所对应的河道状态与河道基本生态需水概念界定的生态功能目标相一致，并较好地体现了河流天然径流的年内丰枯变化过程，能够满足河流生态功能目标对径流的实际需求。可见，生态径流年内展布计算法的计算结果较为合理，符合实际情况。     

分段求和法计算天然河道水面曲线

人们对水情的观察,主要是研究水位的变化,因此天然河道水面曲线的计算便成为河道规划设计中的重要环节。本文以太阳河河段为例,采用分段求和法推求该河段的水面曲线。计算过程及相关理论可为类似工程计算提供参考。     

泰捷信码头工程对淮沭河防洪安全的影响

本文对淮沭河河道的水文特征、拟建钢材码头所在断面边界情况进行了介绍。根据相关规划报告,推算分淮入沂工程沿程水位变化,并分别计算河道西偏泓、滩地、东偏泓的流量,依据规范计算码头对河道产生的壅水、冲刷,分析所产生的影响,从而得出码头建成后所造成的洪水波及船行波对河道的防洪安全及坡岸稳定等基本无影响的结论。     

推求河道水面线的两种新图解法

天然河道水面线计算,是河流规划设计中重要的工作环节之一。目前河道水面线的计算方法虽然很多,但计算方法比较麻烦,精度也不高。至于计及流速水头变化因素的水面线计算方法,截至目前为止,国内外尚未见到一个比较完善可用的简易方法。本文在总结前人工