溃坝洪水数值模拟研究

以MATRIN的试验模型为例,针对溃坝洪水流场中相与相间的压力、速度、边界条件问题,提出了采用YOUNGS-VOF方法进行数值模拟,并采用人工压缩方法对溃坝洪水行进中自由面进行数值模拟.与已有结果对比,计算更方便且准确度高.     

基于MIKE软件的溃坝洪水数值模拟

为模拟水库溃坝,以金牛山水库为例,在分析设计洪水和水库水位多种组合下利用MIKE软件模拟了主坝溃决后洪水在下游的演进过程,获得了淹没水深、淹没范围及流速等洪水风险信息,为金牛山水库下游防洪决策提供了依据。     

尾矿库溃坝数值模拟研究

为了研究尾矿库溃坝后水流和尾砂对下游的影响,基于水流N-S方程和RNGκ-ε紊流模型建立了三维水动力溃坝模型,并采用推移质方程和悬移质方程进行尾砂的输运计算,利用水槽溃坝试验验证了所建数学模型的准确性。进而利用该数学模型模拟了九江市城门山铜矿拟建尾矿库溃坝情况,通过设置相应的监测点,从流速场、水深和尾砂淤积三个方面分析溃坝水砂对下游村庄的影响。结果表明,尾砂并未对下游村庄安全造成影响,而水流将淹没下游部分村庄。     

溃坝洪水模拟中泥沙因素的影响

鉴于在溃坝洪水模拟中较少考虑泥沙因素的影响,采用欧拉模型即双流体模型模拟了溃坝洪水中的悬移质泥沙颗粒,通过对比来流为清水、含悬移质泥沙的水沙流两种情况下壁面剪切力,证实了悬移质泥沙可增强水流剪切作用、加速溃坝过程,并分析了淹没区障碍物对悬移质泥沙的影响,给出了溃口发展过程和下游河道泥沙淤积状况。所有模拟结果均符合实际溃坝规律,可为溃坝洪水精确模拟和灾害性分析提供参考。     

二维溃坝洪水模型在西丽水库中的应用

为分析西丽水库主坝历次除险加固效果及坝体现状,假定一种可能出现的溃坝工况,选取经验公式计算此时的溃坝形式、溃口形态及流量过程,建立MIKE11水动力模型,由断面插值生成二维地形,并采用分段模型法,以溃口流量过程线作为上边界条件,以深圳湾P=0.5%(3.03m)极端高潮位过程线作为下边界条件,搭建二维洪水演进模型,计算得下游洪水淹没历时、水深及淹没范围,分析溃坝对大沙河流域所产生的风险,最后采用水量平衡法对模型结果进行验证。结果表明,所建模型计算结果可靠,能较好反映溃坝洪水运动特性,为西丽水库应急预案提供参考。     

某水库库区淤沙对溃坝洪水影响分析

为分析某淤积型水库淤沙对溃坝洪水计算的影响,将MIKE21中的水动力模块与输沙模块耦合构建了二维溃坝水沙模型、分别模拟了不考虑淤沙与考虑淤沙运动水库的溃坝洪水演进过程.模拟结果表明,与不考虑淤沙运动水库溃坝相比,考虑淤沙的水库溃坝洪水下游各断面洪峰流量减小,洪水过后水位升高,水深变化不明显.     

溃坝波数值模拟及其在坡面水流问题中的应用

为探讨不同方法模拟溃坝波的适用性和准确度,采用基于Roe格式的近似黎曼解方法与追踪自由表面的VOF方法模拟了二维对称矩形溃坝模型。结果表明,两种方法均能较好地模拟出溃坝波的传播过程,但与实测值的对比分析发现,采用Roe格式模拟的结果与实测值拟合较好,VOF方法对网格尺寸的要求较Roe格式更加精细。由此,基于既考虑降雨强度的变化,又考虑降雨动量和风的影响的缓坡和陡坡都适用的坡面径流基本方程,构建了基于Roe格式的坡面水流水动力模型,模拟了自然降雨条件下的坡面流运动情况,并通过相应的模型试验进行对比验证。模拟流速与实测流速之间拟合度较好,表明模型具备了模拟大坡度、浅水(深水)流的能力,为坡面流的水动力学机制研究提供了参考。     

溃坝水流冲击水垫塘的SPH模拟

为明晰溃坝水流冲击水垫塘的过程,依据光滑粒子流体动力学方法,建立了包含下游水位的溃坝模型,应用虚粒子法进行边界处理,模拟了溃坝后孤立波的运动过程,将其计算结果与刘维平等所模拟水体运动轨迹进行对比,发现两者水位契合度高,验证了所提计算方法的准确性.在此基础上,建立了包含二道坝的水垫塘模型,水垫塘宽120 m、深10 m,...     

澧南垸分洪洪水演进的数值模拟分析

将澧南垸分洪闸流量过程作为边界条件,运用矩形结构化网格剖分计算域,利用MIKE21水动力学模块对其分洪洪水演进过程进行了数值模拟。通过选取的特征线及特征点,定量分析了澧南垸分洪洪水特征。模拟水位与实际水位的拟合结果基本吻合,表明MIKE21水动力学模型能较好地模拟澧南垸的分洪过程。     

弯道水流特性和数值模拟方法研究进展

在分析弯道水流基本特性的基础上对弯道水流数值模拟方法进行了归纳,分析了数值模拟的关键因素自由水面的模拟方法,并对复式断面弯道水流等复杂弯道流的研究进展进行了评述,对未来研究方法和趋势作了展望.     

珊溪水库溃坝洪水预测分析

采用漫项渍坝计算模型分析了珊溪水库在设计洪水、500 a一遇洪水、1 000 a一遇洪水三种工况下突发渍坝洪水事件的过程,由水库调洪演算、溃口冲刷计算、溃口扩展计算耦合获得了各工况下的洪量大小及洪峰时间,通过水量平衡关系验证了该模型在珊溪水库混凝土面板堆石坝溃决计算中的合理性程度.计算结果可为编制珊溪水库防洪预案及面板堆石坝水库溃坝洪水计算提供参考.     

电力工程中溃堤洪水冲刷影响的简化判断方法

由于我国大多数河流堤防标准较低,工程中常需考虑溃堤洪水对临河线路杆塔的冲刷影响,但溃堤洪水冲刷计算公式参数较多、计算复杂,不利于工程现场对冲刷影响的快速判断。针对这种现状,基于溃堤洪水冲刷原理,总结出一套溃堤洪水冲刷影响的简化判断方法,通过简化相关计算条件,并以工程中常见的堤高及土壤粒径组合,计算出相应的冲刷影响值,并将结果制表、成图,工程技术人员现场踏勘时可根据堤高及土壤粒径条件快速定性判断溃堤洪水对线路工程的影响范围及深度,有助于输电线路工程跨河及沿河方案的选择。     

溃坝洪水水面线的简化计算方法

针对溃坝洪水水面线采用非恒定流计算资料要求全、技术要求高,提出了先用溃坝流量衰减公式求出各个断面的流量,再用恒定流计算公式分别由下游到上游计算相应各个断面的水位,由此推求一种较好的溃坝洪水水面线的简化计算方法.结果表明,该方法简便、合理、可靠,有一定的应用价值,可供借鉴.     

唐家山滑坡坝溃坝洪水数值模型研究

以唐家山滑坡坝为例,通过分析唐家山滑坡坝及堰塞湖的基本特征,获取溃坝洪水数值模型的输入参数,并根据唐家山滑坡坝的物质组成及地质结构特征对选定的BREACH模型中的竖向冲蚀公式和线型参数Br进行改进。同时应用原模型及改进模型预测唐家山滑坡坝溃坝洪水的峰值流量、峰值段持续时间、总泄洪量等水力学参数,并将两模型的预测值与实际观测值进行对比,结果表明改进模型的预测精度明显提高。对改进模型的主要参数进行敏感性分析,发现坝体物质的孔隙率为最敏感参数。这为类似滑坡坝溃决的水力学参数预测提供了参考。     

溃堤洪水数值模拟在变电站设计洪水中的应用

基于Abbott六点中心隐式差分格式的河道一维非恒定水流模型和平底宽顶堰堰流公式计算堤防渍口流量过程,构建了根据非结构网格的有限体积法离散的二维水动力模型,并模拟了堤国内洪水过程,计算了变电站站址处溃堤设计水位,采用水量平衡法验证了二维水动力模型的计算结果.实例结果表明,水动力模型可为堤国内变电站的设计提供可靠的技术支持,供借鉴.