潮汐河段码头对水流影响的数值模拟分析

潮汐河段水流特性复杂,为了分析潮汐河段码头建设对水流影响,建立二维数学模型进行数值模拟计算。结果表明:涨急和落急时刻码头对水流的影响最为明显,具有相似的规律,但方向相反。     

桥墩群对河道水流影响的三维数值分析

该文采用具有自由水面和河床切应力计算的三维数学模型分析了桥墩群对河道水流的影响。计算利用标准的k-ε紊流模型求解N-S方程得到三维流场,通过对运动方程的垂向平均积分得到求解水位的泊松方程,将该模型应用到不同收缩比条件下桥墩的绕流壅水计算,结果与物理试验值拟合较好。在实际应用中,模型比较了凉水河北京南站段桥墩群修建前后河道水位和三维流场的变化情况,分析了桥墩群对河道三维水流与水位的影响,为该段河道的整治以及规划设计提供参考。     

弯曲河段水流水质二维数值模拟

弯曲河段水流水质受曲折岸线、水面横比降、复杂地形及相关水工工程等各种因素影响，是水环境问题研究中水动力及水质数值模拟计算的难点之一。采用调节因子为微分表达式的Poisson方程生成正交拟合曲线网格，较好地反映了弯曲河段实际岸线变化；计算模式引入双方程紊流模型，以对弯道产生的局部副流进行模拟，经长江三峡工程坝址河段水流水质的实例计算，取得了较为理想的效果。     

长江口北支围垦对其水动力影响的数值模拟分析

20世纪50年代以来,上海市和江苏省两地对长江口北支实施了大规模围垦,使北支河宽大幅度缩窄,地形边界显著改变。在利用MIKE21_FM构建长江口—杭州湾二维垂向平均潮流数学模型,并用实测数据对模型进行验证的基础上,对北支大规模围垦前后的潮流场进行了模拟分析。研究结果表明：大规模围垦后,北支全河段平均高潮潮位抬升,平均低潮潮位降低;中上游河段涨、落潮流速增大,下游入海河段涨、落潮流速减小;南北支涨潮流汇流点上提至南北支交汇的崇头,涨潮动力增强。     

ADCP与转子式流速仪在潮汐河段脉动性分析比较

为研究ADCP所测瞬时流速与LS25-1A型转子式流速仪以定点所测时段流速之间的关系，探讨瞬时流速的脉动规律，更好的为工程服务，2001年9月长江口水文水资源勘测局在苏通长江公路大桥桥址附近进行了ADCP与LS25-1A型流速仪的多种比测，得出：ADCP所测脉动流速、脉动强度变化属随机性质，为正态分布；在水面和0．2H，脉动强度较小，河底脉动强度较大；潮涨急时段脉动强度大于潮落急时段等结论。     

鱼洞长江大桥桥墩对水流及通航的影响研究

桥梁建成后,桥墩使得原有水流条件发生改变,因此有必要了解其对河床冲淤特别是通航条件的影响。采用桥墩概化模型试验与三维数值模拟计算,获得了重庆鱼洞长江大桥新、老桥墩方案的桥区河道水流特性,分析了桥墩附近的水流结构,统计了桥墩扰流的影响范围。结果表明,新桥墩方案影响范围大于老桥墩方案;新、老桥墩方案对整个河道的流场影响甚微,不会对通航造成显著的影响。     

潮汐对地下水波动影响的数值模拟

本文从经典的Boussinesq方程出发,在考虑浸润面影响的基础上,建立了基于有限差分法的滨海地区一维地下水运动数值模型。通过将潮汐运动概化为正弦波,模拟了滨海地区地下水水位随潮汐波动的变化。结果显示,地下水水位的波动相对于潮汐波动来说具有不对称性、振幅衰减以及相位滞后等特征。通过比较受潮汐影响的地下水平均水位与不考虑潮汐影响的地下水水位发现,实际的地下水平均水位要高于未考虑潮汐影响的地下水水位。最后数值模拟了浸润面的形成和消失的过程。     

桥墩阻水对水流结构的影响

根据实测资料，针对桥梁上下游水下地形变化，浅析桥墩阻水对水流结构的影响。     

梯形河道内桥墩布置对近岸流速影响的数值模拟研究

以概化梯形河道为例,采用数学模型方法,就桥墩布置的不同位置对近岸流速的影响问题进行初步的探讨和研究,进而分析对堤防安全稳定的影响。数值模拟研究结果表明:当桥墩远离坡脚10m以上时,桥墩布置距离堤身断面越远,对近岸流速的影响越小;桥墩距堤身越近,堤身附近流速的增幅影响范围越小。     

桩墩影响下的水动力数值模拟

建立平面二维数值水槽模型,将桩墩作为不透水边界处理,利用三角形加密网格精确模拟桩墩形状,计算分析缓流河道中单排桩墩影响下水位和流速的变化,并探讨了方墩与圆墩对水流变化的影响差异以及糙率与紊动黏性系数对壅水数值的敏感性。研究结果表明:①桩墩引起的水流变化沿纵、横向呈现出不同的分布形式,沿横向呈波状分布。墩身上游主要表现为水位壅高,流速减小;墩身下游则表现为水位跌落,流速在墩间区域增加,而在墩后区域减小。②方墩对水流变化的影响比圆墩大;上游壅水随糙率变化较小,但对紊动黏性系数的变化较为敏感。     

温榆河机场南线高速公路段桥墩壅水数值模型计算

应用FESWMS二维水动力学数值模型,对温榆河机场南线高速公路段拟建桥墩壅水情况进行了模拟.结果表明,50a一遇洪水洪峰流量下,拟建温榆河大桥桥上水位较现状河道抬升达0.19m,且对上游较长河段水位均有影响;拟建桥梁主槽桥墩处流速较建桥前有所增加;高速路桥河段主流位置明显改变.由于高速公路桥对河道行洪安全有明显影响,建议对拟建桥墩河段进行整治.     

桩墩壅水数值计算方法

利用已有的物理模型试验成果,建立平面二维水动力数值模型,对桩墩的壅水进行计算,探讨几种紊动黏性取值方式对壅水计算的影响。研究结果表明:桩墩壅水的计算值与实测值吻合较好,验证了数学模型的合理性;利用选取常量、控制计算单元Peclet数以及应用Smagorinsky方程等3种紊动黏性取值方式均可以成功地进行壅水计算,其中以Smagorinsky方法最优。     

副桥对河道水流影响的数值分析

为分析副桥的修建对原河道水流特性的影响,以副桥工程为例,采用MIKE21水动力模型模拟了100年一遇设计洪水条件下河道内水位和流场的变化。结果表明:副桥修建后只是在桥墩附近产生一定的壅水和流场变化,对河道水流影响具有局部性。     

丹麦MIKE21模型在桥渡壅水计算中的应用研究

丹麦DHI公司开发的MIKE21数学模型属于平面二维表面流数学模型,是在20多年来世界范围内大量工程应用经验的基础上持续发展起来的,可广泛地应用于潮汐、水流、风暴潮等二维水力学现象的研究.将MIKE21应用于阿深北高速公路兴建巴河大桥前后水位、流场变化情况的二维数值模拟中,以确定MIKE21模型在桥渡壅水计算中的适用性;经检验,计算成果令人满意,其精度可以满足预测要求.     

陡槽式溢洪道三维流场数值计算分析

陡槽式溢洪道是一种广泛使用的泄水建筑物,它直接影响水利枢纽防洪调度和安全运行,对其水流全场水力特性的全面研究具有重要意义.采用RNGk～ε双方程模型模拟湍流,利用流体体积分数法(VOF)确定自由水面线,笛卡尔自适应网格与部分面积体积障碍模拟法(FAVOR)处理复杂的几何边界,成功地对大伙房水库陡槽式主溢洪道流场进行了三维紊流数值模拟,得到了自由水面、溢洪道堰面压力、断面流速大小、分布和三维流场的分布规律,表明数值模拟与物理实验结果两者吻合较好.     

基于ADCP实时指标流速的感潮段断面流量计算

长江下游感潮河段水位-流量关系曲线无法确定。针对传统测流方式存在的监测频次偏少、无法实现流量过程推求等问题,建立了ADCP在线测流系统。根据一段时期内在线测流系统中ADCP实时指标流速监测值与断面平均流速实测值,建立了两者间的多元线性回归模型,并进行求解,获得了模型的回归系数。以南京水文实验站2010年11月至2011年12月之间的监测资料为例,通过以上方法计算实时指标流速的回归系数,并结合水位和河底高程求得过水断面流量。与实测流量对比表明,该模型具有较好的拟合效果,计算精度较高,可广泛地应用于流量的实时报汛及整编。     

桥墩群体绕流的复变函数理论解

桥墩群体绕流的复变函数理论解给出了在平面无旋流动条件下,多个桥墩绕流的理论解,从而将经典流体力学的桥墩绕流的理论解由单个推广到了多个.采用该理论解,通过试算得出了桥墩横断面的理论曲线,可根据预定的墩间流速进行多个桥墩绕流时的横断面设计,合理地确定桥墩间距,并可给出墩间二维流场理论解.按势流处理,水流流过该理论解给出的桥墩横断面时是无分离的,虽与实际情形有所出入,但具有理论基础,因此可供桥梁工程规划、设计参考引用.     

长江感潮河段设计流量及流速推求方法研究

感潮河段受潮汐影响水流极其复杂，呈往复运动，影响潮流量的主要因素是潮差的大小和上游来水的大小，为给拟建的苏州至南通长江公路大桥初步设计提供设计流量和流速，对感潮河段设计流量及流速推求方法进行了深入的研究，提出了相关法推求感潮河段设计流量及流速的方法，该方法概念清楚，计算成果精度较高，适用性强，可供感潮河段推求设计流量及流速借鉴。