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志的计算区域边界的变化，建立了天然延晨恒定流的数学模型，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。     

全耦合动边界非恒定流模型

全耦合动边界非恒定流模型ＬｕｉｓＲ．Ｐ．Ｃｏｒｒｅｉａ，ＢｏｍｍａｎｎａＧ．Ｋｒｉｓｈｎａｐｐａｎ，ＷａｔｅｒＨ．Ｇｒａｆ１引言及研究范围天然河流非恒定流输沙模拟对于许多工程和环境研究至关重要。现已开发了一些动边界非恒定流计算模型，但大多数这类模型忽...     

河道二维非恒定流场计算方法研究

本文提出了天然河道二维非恒定流速场计算的通用数学模型。该模型克服了天然河道边界形状复杂、长宽尺度相差悬殊以及由于水位波动引起计算边界变化等困难。本文指出了算子分裂法在实用上的局限性,它只适用流态空间变化不剧烈的情况。用本文提出的方法对长江口及苏州河口流场进行了计算,计算与实测吻合良好。     

三峡工程引航道通航水流数值模拟应用研究

采用二维非恒定流数学模型,模拟了三峡工程上游和下游引航道在不同布置方案和各种枢纽运行方式下的引航道内非恒定水流.研究了坐标变换、网格划分、数值离散、动水边界及干床处理、计算成果可视化等关键技术,提出了处理方法.计算表明该数学模型稳定性好、收敛快、精度高;计算成果与模型试验成果较为吻合.     

人工粘性、动边界及其在河口二维水流计算中的应用

本文就附加人工粘性以增强计算格式的稳定性和引用动边界以适应平面边界随潮位的变化这两个问题进行了分析。综合前人研究的基础上,建成了几种平面二维人工粘性项的结构形式,介绍了动边界的两种处理方式。分析了利用人工粘性抑制由于动边界的引用造成的局部不稳定的问题。通过对某电站升船机下游引航道非恒定的计算和长江口南支潮流场的计算试用,结果是令人满意的。     

带自由表面三维非恒定紊流场的全场数值模拟

本文基于Ｌａｇｒａｎｇｅ法与ＡＥＬ方法的思想推出了一种颇具实用价值的轨迹Ｅｕｌｅｒｉａｎ－Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ（ＴＥＬ）型非恒定坐标变换系统，包括边界轨迹ＴＥＬ型非恒定变换与网格轨迹ＴＥＬ型非恒定变换；应用ＴＥＬ型非恒定坐标变换系统推出了带自由表面三维非恒定紊流场的全场数学模型，并通过以孤立波的爬坡计算与带自由表面强弯曲渠道紊流场计算作为实例验证了模型的可行性和有效性。     

水锤特征线方法的一种等时距计算格式

本文推导了压力输水管中一维非恒定水流特征线方程的普遍差分形式;为克服声速变化时,特征线弯曲给计算带来的困难,引用Massau积分法;为更灵活地控制计算时距,采用了任起算点浮动的一种等时距方法;给出了一些边界、间断的处理方法.作为例举,将计算结果与Streeter的试验数据进行了比较.     

水电站引水系统不同水力波动的耦合分析

以明渠、压力管道和调压室的非恒定流方程为基本方程,以恒定流计算结果为初始条件,结合渠首边界、渠管结合处边界、调压室边界和阀门边界处的连续方程和能量方程,利用特征线法建立了水锤波、调压室波、明渠波等3种水力波动的数值计算模型,并编制了相应的计算程序 。通过典型算例计算,分析了3种波的波动规律及其之间的耦合效应,计算结果符合一般规律,从而验证了所建模型及程序的正确性。     

南水北调中线工程总干渠水力学 仿真模型研究

以节制闸为边界将南水北调中线总干渠分为若干子段,采用闸门过闸流量公式、能量方程、圣维南（Saint-Venant）方程组和低压管流方程分别计算闸门水位流量关系、明渠恒定流、明渠非恒定流和有压建筑物非恒定流,以此建立总干渠水力学计算模型。通过双重迭代方法对水流方程、过闸流量方程进行联合求解,以模拟总干渠运行调度动态过渡过程,以京石段2008年输水实测数据对水力学模型进行验证,结果表明模型具有良好的收敛性和较高的精度。     

永定新河河口水文特征分析

为研究永定新河河口水文情势,采用一维恒定非均匀流方法计算各种组合工况下河道的水位、流速等要素,进一步分析了下边界潮位、河道计算工况对永定新河河口洪水位、流速的影响。该成果可为永定新河河口的工程设计和防洪评价提供参考。     

水锤特征线方程的一种等时距计算格式

本文推导了压力输水管中一维非恒定水流特征线方程的普遍差分形式；为克服声速变化时，特征线弯曲给计算带来的困难，引用Ｍａｓｓａｕ积分法；为更灵活地控制计算时距，采用了任起算点浮动的一种等时距方法，给出了一些边界，间断的处理方法。作为例举，将计算结果与Ｓｔｒｅｅｔｅｒ的试验数据进行了比较。     

保水堰交替水流数值模拟研究

采用动态淹没系数的方法,将巴甫洛夫斯基数据和相关实测实验数据进行曲线拟和,并通过不同流量、堰型的组合实验结果验证了此曲线的通用性和合理性,将此曲线方程应用于保水堰非恒定流计算的边界方程中。对比两种边界的计算结果证实了淹没系数对保水堰过渡流态的显著影响,也证明了采用动态淹没系数的合理性和实用性,为保水堰过渡流态的模拟提供了一种可借鉴的方法。     

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。     

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。     

长距离分洪河道水面线分析计算

针对长距离宽滩型分洪河道,模拟分析恒定流及非恒定流洪水下的水力计算差异。以小清河分洪道为例,采用MIKE11一维水动力模型模拟洪水演进过程,其中恒定流洪水按相应标准非恒定流洪水的洪峰控制,糙率采用滩槽分区糙率,末端水位为相应标准设计静水位。结果表明:当实际洪水为具有峰型过程的非恒定流洪水时,按恒定流计算的水面线总体偏高,有利于防洪安全但偏于保守;按非恒定流计算的水面线相对较低,沿程洪水坦化及洪峰衰减明显,较符合洪水实际演进过程,根据其计算的水面线确定堤顶高程,工程更为经济合理。     

摩阻对压力输水管道水力过渡过程计算的影响

采用特征线法计算水力过渡过程,建立了5种阻力项积分数学模型,分别为:用水力瞬变开始时的恒定流阻力系数代替非恒定流阻力系数,摩阻项积分分别采用一阶显式、隐式模式;利用恒定流阻力系数代替非恒定流阻力系数,摩阻项积分分别采用一阶显式、隐式模型;采用Brunone非恒定摩阻模型.通过算例分析表明,这5种不同的阻力项所得的水力过渡过程计算结果基本一致.     

调水工程中明渠非恒定流数值计算

1前言天然河道、人工渠道中过水断面上的压强P、平均流速u、以及流量Q、水位z等水力要素随时间不断变化的流动,称为明渠非恒定流。非恒定流产生主要是因为流场边界条件随时间变化和水体自身的不稳定引起。对明渠非恒定流的计算是为了正确估计这些水力现象发生时水位、流量、流速等水力要素的大小及变化情况。出于受地形、经济和技术等因素的制约,调水工程往往需要采用明渠和有压管道相结合的形式;明渠中的非恒定流往往是由闸门或泵站的开启和关闭等人为因素导致:与天     

西辽河右岸(吉)防洪保护区洪水风险图建模研究

文中洪水分析采用MIKE ZERO系列洪水模拟软件。其中:采用一维非恒定流模型模拟河道洪水演进过程;采用美国国家气象局DAMBRK方法计算溃堤洪水;采用二维非恒定流模型模拟淹没区的洪水演进过程。将河道一维非恒定流模型、溃堤模型和淹没区二维非恒定流模型相互耦合、联立求解,以模拟堤防溃决对防洪保护区的影响。经验证,模拟结果与调查资料基本符合。     

明渠结合有压管调水系统的水力瞬变计算

研究了明渠结合有压管调水系统水力瞬变的数值模拟，采用明渠非恒定流基本方程同时描述明渠的非恒定流和管道的有压汉，对有压流动采用了窄缝法求解，此外，研究了用非恒定流计算方法求解恒定流动，并提出了保证数值计算收敛的措施和方法，作为应用，模拟计算了正在修建的东深供水改造工程的恒定流和水力瞬为流。