非棱柱体明渠非均匀渐变流水面线定性分析与计算

本文首先导了非棱柱体明渠非均匀渐变流水面线定性分析的基本方程，对水面线进行定性分析，并利用反算断面比能水深法确定不面线试算的假设水深，准确地进行水面线计算。     

河道非恒定流水面线计算研究

在过去,非恒定流的计算多采用"瞬态法",即忽略基本方程中的惯性项,将较为复杂的方程进行了极大的简化,从而可以利用图表法进行计算,随着计算机的应用和普及,可以用"瞬态法"进行编程计算。但由于这种方法过于简化,计算精度往往不能满足实际工程的需要。近年来,对非恒定流水面线的计算研究有了较大发展,出现了"特征线法""、直接差分法"等计算精度较高、易于计算机编程的理论。文章根据非恒定流水面线的计算理论,进一步分析研究了适合工程实际的计算方法和步骤。     

河道恒定非均匀渐变流水面曲线的直接数值算法

分析了传统的河道恒定非均匀渐变流水面曲线计算的两类方法的特点和不足之处,提出了采用数值计算方法直接求解河道水面曲线。新算法具有逆流向或顺流向由断面位置(或水深)推求水深(或断面位置)均收敛的特点,且计算精度高,为河道渐变流水面曲线的计算提供了一种新的途径。     

泗河水面线计算方法探析

以泗河为例采用非恒定流法模拟计算河道水面线.采用一维水动力模型模拟水位过程,选取泗河场次洪水进行参数率定及模型验证,模型能满足水面线计算精度要求,水面线能反映洪水流量过程变化引起的水位变化,符合实际的洪水演进规律;与传统恒定流法计算的典型频率设计水面线结果基本一致,局部存在一定差异.     

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.     

几种水面线推算方法的比较

介绍了明渠恒定均匀流法、天然河道水面线系统、HEC-RAS软件及SOBEK软件4种常用的水面线推算方法,并对不同河道进行了水面线推算,然后对计算结果进行了对比分析。结果表明:对于坡度较小且沿程顺直、断面规整的河道,若下游起始水位对上游河道水位影响较小,则可用明渠恒定均匀流法进行水面线推算;若下游起始水位对上游河道水位影响较大,则可采用天然河道水面线系统进行水面线推算;对于断面不规整的缓流河道,水位推算结果大体呈天然河道水面线系统>HEC-RAS软件>SOBEK软件的趋势;对于急流河道,HEC-RAS软件推算的水位比SOBEK软件推算的水位偏高。     

恒定渐变流水面线计算的一种迭代方法

本文将现行水面线试算方法改为收敛迭代计算以求解恒定渐变流水面线的数学模型。文中对方法的收敛性进行了分析,通过实例计算,表明该方法能够避免牛顿迭代方法复杂函数求导的困难和试算法不便于计算机编程计算等问题,计算精度较高,能够满足工程设计要求,并便于工程人员实际应用。     

台阶式溢洪道非掺气水流水面线的计算

台阶式溢洪道水面线是确定边墙高度的重要参数,目前尚无系统的研究成果.根据明渠非均匀渐变流理论,分析了台阶段水面线的计算方法;模型试验表明,用非均匀渐变流理论计算台阶式溢洪道非掺气水流水面线时,必须考虑局部水头损失的影响.经对比分析,台阶上的局部阻力系数ζ=0.5时计算水深和实测水深吻合良好.溢流反弧段水面线可以用动量方程给出的公式计算.同时,对于坡度为30°,51.3°和60°的WES曲线段,也通过模型试验给出了水面线的计算式.对比分析认为,本文给出的台阶式溢洪道非掺气水流全程水面线的计算方法简单,精度高.     

计算天然河道水面曲线的新方法

在天然河道水面曲线计算中，传统的试算法或迭代法存在计算误差的累积问题。为此，文中指出，天然河道水面曲线计算的优化问题，实质上就是全河段总计算误差最小化问题，据此同时确定各断面的水位值；从而提出了用加速遗传算法来处理这一仅给出隐含表达式的复杂非线性优化问题。实例计算的结果说明了这一新方法是可行的、通用的和简便的，有效控制了全河段的总计算误差。     

一种新的水面线计算方法

在现行水面线试算模型的基础上,改造得出一种新的水面线试算模型,解决了由上游控制水位向下直接试算推求河道水面线的问题,同时还能处理传统方法所不能直接解决的一些实际问题.在江西抚河上应用该方法进行了计算,结果表明该方法是合理和可信的.     

基于混合数值解法的二维畦灌地表水流运动模拟II：模型验证

基于典型畦灌试验观测数据和地表水流运动模拟结果,对比分析采用混合数值解法和Roe有限体积法数值求解二维全水动力学畦灌模型在数值计算稳定性与收敛性、计算精度与效率间的差异,验证基于混合数值解法的模型模拟效果.结果表明,混合数值解法要比Roe有限体积法表现出更佳的数值计算稳定性和收敛性,形成的水平衡误差和平均相对误差相对较...     

河渠弯道缓流水面曲线计算探讨

明渠与河道中的弯道水流多为缓流,生产实践部门或因技术欠缺,或因嫌其复杂,常常忽略或不考虑弯道的水流特点,从而可能导致弯道水面线计算成果出现较大误差.本文导出了弯道缓流的纵向和横向水面曲线计算式,提出了纵向水面线的简易计算方法.通过计算实例比较了有无考虑弯道水流特点所导致的结果差异,分析了水流缓急程度、弯道弯曲程度等对纵向和横向水面曲线计算结果的影响.结果表明,相同弯道出口水位,有无考虑局部水头损失所计算的弯道人口水位差异,与水流缓急状况有显著的正相关关系,而与曲率的正相关关系不显著;弯道最大横向水面超高值与水流缓急状况和弯道弯曲程度均密切相关.     

非均匀流水面曲线自动计算及绘图

叙述用分段求和法编程计算棱柱体、非棱柱体明渠及天然河道水面曲线并绘制CAD图形的思路及过程，并以工程的实际应用加以检验。     

地表水环境质量的等效数值评价法

依据国家地表水环境质量标准,运用等效数值评价方法,建立了地表水环境质量综合评判的等效数值模型,给出了应用本模型确定地表水环境质量级别的实例。结果表明该模型符合实际,是一种评价地表水环境质量的新方法。     

基于混合数值解法的二维畦灌地表水流运动模拟I：模型建立

摘要：数值模拟畦灌水流运动过程可为地面灌溉系统设计与评价提供必要的工具和手段。本文在利用隐式三点后 差分隐时间格式对二维畦灌地表水流运动模型各矢量项进行时间离散基础上,采用有限差分法、有限体积法和有 限单元法分别对由隐时间格式与线性化过程生成的物理通量线性近似式系数的空间导数、物理通量的空间导数和 地形向量开展空间离散,对经时-空离散后形成的控制方程代数方程组进行数值解算,构建起基于混合数值解法 的二维畦灌地表水流运动模型。     

复式河槽漫滩水流的三维数值计算

采用紊流模型中的雷诺应力模型(RSM)对非对称复式河槽水流的三维紊流进行了数值模拟。数值模拟计算结果与试验结果的比较表明RSM能够很好地模拟滩槽交互区内的二次流、主流速分布和床面剪切力,此模型模拟复式河槽是可靠的。最后用RSM模拟了对称复式河槽在不同水深下的流速场及床面剪切力分布,得出当水深增加时,滩槽交互区二次流动纵向涡增强,而浅滩主流速及床面剪切力迅速增大的结论。     

地表水环境数学模型研究进展

简述了地表水环境数学模型,包括水动力学模型、水质模型和水生态模型的发展历史、应用现状及国内外最新研究成果,深入探讨了模型敏感性和不确定性分析、模型模拟精度等应用中被广泛关注的疑难问题,指出模型系统化、综合化和平台化,大数据支撑下的与新兴技术结合创新,以及模型法规化等将成为水环境模拟与预测领域未来的研究热点。     

天然连续弯道中水流运动的三维数值模拟

为了研究天然河道中水流运动规律和河床演变及泥沙冲淤,建立了适体坐标下修正的紊流水流数学模 型. 采用有限体积法离散控制方程,并运用SIMPLEC 算法计算了黄河沙坡头河段连续弯道的三维水流流场,通 过实测资料对计算结果进行了对比分析. 结果表明,模型计算值与实测值吻合较好,反映了天然连续弯道水流 的基本特性,即水面的水质点向凹岸运动, 而近底的水质点向凸岸运动. 说明该模型可以用于模拟天然连续弯 道的水流运动.