感潮河段盐水入侵的水质模型

盐潮入侵严重影响内河水质。盐度的纵向分布受制于上游径流和海洋潮汐，其水动力学特性非常复杂。数值求解不恒定盐度入侵，主要困难在于对流占优时对纯对流算子的恰当处理，否则将会产生严重的数值耗散和伪振荡等非物理效应。考虑到强混合型河口潮汐的特点，本文采用同步不同格式对盐潮入侵问题的流场及浓度场进行了数值计算。采用欧拉—拉格朗日混合解法（ELM），将对流—扩散方程中的扩散项和对流项分裂求解，应用高精度时间序列插值的特征差分隐格式求解对流项，扩散项采用传统的有限差分法。在汊口处，将描述河网汊口水质变化的三维对流扩散方程在汊口控制体积积分，变量间的插值分布采用Panankar提出的幂函数，得到新的汊口离散方程。计算与实测结果比较表明，本文提出的方法有效可行。     

混合拉普拉斯变换有限单元法计算二维地下水溶质运移问题

在求解对流占优的地下水溶质运移问题时，常规数值方法会产生数值扩散和过量现象．本文将混合拉普拉斯变换有限单元法引入求解二维对流扩散问题，结果表明，这种新的计算方法能有效地消除数值扩散和过量现象，同时由于具有一步到位、局部求解的优点，因而特别适于大区域地下水污染的长期预报     

一维对流扩散方程的独立覆盖分析方法

针对现有的各种数值方法在求解一维对流扩散方程时容易出现的数值振荡、假扩散等计算稳定性和计算精度不足问题,提出应用独立覆盖流形法进行数值求解的新思路,即分区的多项式级数逼近。基于标准的伽辽金法推导一维对流扩散方程的独立覆盖流形法求解公式。采用场变量的一阶导数在独立覆盖之间的窄条形覆盖重叠区域是否连续的后验误差估计方法,通过覆盖加密和级数升阶的h-p型混合自适应进行自动求解。给出的稳态和非稳态分析算例结果表明:分区级数的数值解稳定地逼近于精确解,最终两者很好地吻合;对于对流占优问题,自适应求解可以有效避免数值振荡。另外还尝试了将数值解代回微分方程计算残差作为误差指标,如果能使微分方程逐点满足,那么将是对数值解最严格的误差判断。     

对流方程数值解法比较及分析研究

归纳总结了求解对流方程的几种常用数值解法的格式，如迎风格式、四点时空偏心Preissmann格式、杨一贡日格式等，并从相容性、稳定性、收敛特性分析出发，对各种数值解法的特点进行了比较与分析，同时将各种解法应用到两种典型算例的验算中进行比较与分析，期望对于实际工作中在面临如何正确合理的选择一种合适的求解对流方程的数值解法的问题时能有一定的参考作用。     

对流方程保单调CIP格式

ＣＩＰ方法是国外发展起来的一种求解对流方程的数值方法，这种方法是一种紧致格式，它简便，直观同时稳定，数值扩散小。本文提出了保单调ＣＩＰ方法的构造思路，并给出了几种包括一致高阶精度在内的保单调ＣＩＰ格式。这些保单调ＣＩＰ格式是原有ＣＩＰ格式的修正，保持了其特点，模型方程数值试验的结果令人满意。     

纯对流方程的高阶格式及标量传输方程的分步—迭加算法

本文基于迭加法则提出对流扩散反应型标量传输方程的一种分步——迭加算法,认为传输量的变化由两部分所贡献,其一是计算初始时刻传输量的对流扩散,其二是反应项的对流扩散。在两个分步的计算中,采用算子分裂法求解形式上与原方程不含反应项时的形式类似的对流扩散方程。对于纯对流方程,基于特征理论和带一阶导数的三节点插值法则,发展三类新的高阶格式,分别具有四、五、六阶精度。实例计算分析表明:算法可以有效地控制数值耗散等非物理效应的产生,即便是对流占优问题。从而可应用于热质传输过程的数学模拟。     

感潮河段盐水入侵的河口水质模型

盐潮入侵将严重影响内河水质。本文考虑强混合型河口潮汐的特点,采用同步不同格式对河口盐潮入侵问题的流场及浓度场进行数值计算。采用欧拉-拉格朗日混合解法将对流-扩散方程中的扩散项和对流项分裂求解,应用高精度时间序列插值的特征差分隐格式求解对流项,扩散项采用传统的有限差分法。在汊口处,将描述河网汊口水质变化的三维对流扩散方程在汊口控制体体积积分,变量间的插值分布采用Panankar提出的幂函数,得到新的汊口离散方程。计算与实测结果比较表明,本文提出的方法有效可行。     

对流扩散问题的精确模拟

本文基于特征理论和带一阶导数的三节点插值法则，提出三类新的高精度格式用于模拟纯对流问题。结合文献（１）的算子分裂格式，可用于解热，质污染传输过程的对流扩散反应方程。对典型实例的分析计算表明：算法经济有效，并用于求解热，质污染传输过程的对流扩散反应方程。对典型实例的分析计算表明：算法经济有效，并可抑制对流占优时的严重数值耗散等非物理效应。     

一维对流扩散方程的一类新型高精度紧致差分格式

本文对一维无源线性对流扩散方程给出了4种高精度(O(h^2)-O(h^5))三点紧致差分格式，其中每一种格式都是在前一格式基础上进行简单修正得到的，故而计算起来很简便。数值算例表明本文方法优于以往的几种高精度差分格式，且适用于对流占优问题。     

对流扩散方程的二阶紧张凑迎风差分格式

本文通过差分格式的摄动处理，提出对流扩散方程的二阶紧凑迎风差分格式。该二阶格式只涉及相邻网格点，具有无条件稳定性，形式与经典一阶迎风格式相同，惟扩散系数中的出现简单的对流修正。本文并作一，二，三维流动模型方程及高Ｒａｙｌｅｉｇｈ数自然对流传热问题的数值求解，例示该格式的良好性态。     

武思江大江口站新旧规范测流方案对比分析

首先按照《水文测验手册》的要求，对大江口水文站的精测资料进行测点和垂线分别精简的分析，确定该站常测法测流的方案。然后按新规范国标ＧＢ５０１７９ － ９３《河流流量测验规范》的要求对所定的两种测流方案的误差进行统计，发现旧规范可行的方案并不一定能满足新规范的要求，因此有必要对水文站现行的测流方案进行重新分析、选择，确保我们使用的测流方案既高效也符合新规范的精度要求。     

分汊河道分流区航道内斜流的整治方法研究

 沅水桃源大桥位于分汊河段分流区，桥位区航道内水流与大桥斜交，桥墩出水后海事不断。为探讨该处碍航斜流流态的整治方法，进行了比尺模型试验，对斜流的特性和整治措施进行了研究，提出了分流点相对上移的整治思路，构思了非对称非等高鱼嘴，并用上述方法进行了试验研究。结果表明，该方法整治分汊河道分流段桥位区碍航斜流险滩的效果比其他几种常规方法更好。工程实施后的原型观测表明，整治工程的效果是明显的。     

水工建筑新技术在左江水利枢纽工程中的应用

简介左江水利枢纽工程几种水工建筑新技术及应用情况 .①首次在左江干流大 (Ⅱ )型水利工程成功应用草土围堰技术 ,其渗透系数为 1× 10 - 5cm/s ,内外坡比 1∶1,抗冲流速 3～ 3 5m/s ,寿命可达 2a ;②采用水坡过坝建筑物 ,坡槽为钢筋混凝土“U”型断面 ,整体结构 ,全长 12 35m ,纵向坡率 3%,可比船闸方案减少投资 90 0万元 ;③在国内首次将消力戽应用于较低Fr数水流的较大工程 ,解决了低Fr数水跃摆动问题 ,且在较短的下游水流表面消除了波动 ,减轻了冲刷 ,提高了消能效果 ,经 5个洪水期的考验 ,运行情况良好 .     

导叶进口安放角对轴流泵性能的影响

为了探究导叶进口安放角对轴流泵性能的影响,采用CFD三维流动数值模拟技术对泵段模型进行分析,对其水力特性和内部流态进行研究,并与模型试验结果比对。结果表明,导叶进口安放角的变化只对导叶和出水部件有影响;在导叶进口安放角依次增加5°的三种模拟方案中,方案2在流量为355 L/s时泵段的综合性能最好,其泵段最高效率为87.0%。方案1的导叶进口安放角高效区向小流量偏移,高效区范围较小,流量向非设计工况变化时效率下降较快;方案3的导叶进口安放角高效区向大流量偏移,高效区范围较大,流量向非设计工况变化时效率下降较慢。在实际运行中,适当增大导叶进口安放角可以提高轴流泵在大流量工况下的效率,但同时应防止导叶进口安放角太小导致水泵高效区范围太小。     

基于数值模拟的南湖流场优化与水质改善研究

针对城市景观水体流动性差,往往处于封闭或半封闭状态,容易造成富营养化的问题,以典型城市景观水体山东郓城南湖为研究对象,基于MIKE21软件构建了湖区水动力-水质耦合模型,对湖区流场与水质情况进行了模拟计算。为改善湖区流场和水质状况,提出增设水源热泵回水口的优化方案,并根据模型模拟结果,对不同方案流场改善效果进行了分析比较。结果表明：增设水源热泵回水口能有效改善南湖流场分布与湖区水质;以氨氮为评价指标,沿湖岸设置4个回水口的方案与原方案相比较,观测点的氨氮质量浓度平均降低了59.7%,对水质的改善效果最好。     

Simulation of violent free surface flow by AMR method

A novel CFD approach based on adaptive mesh refinement(AMR) technique is being developed for numerical simulation of violent free surface flows. CIP method is applied to the flow solver and tangent of hyperbola for interface capturing with slope weighting(THINC/SW) scheme is implemented as the free surface capturing scheme. The PETSc library is adopted to solve the linear system. The linear solver is redesigned and modified to satisfy the requirement of the AMR mesh topology. In this paper, our CFD method is outlined and newly obtained results on numerical simulation of violent free surface flows are presented.     

贵港二线船闸下引航道物理模型试验研究

引航道及口门区通航水流条件一直是多线船闸并列布置中十分重视的问题,如布置和运行控制不当,容易导致相关安全问题。建立了1:100的贵港枢纽下游及船闸引航道物理模型,研究贵港二线船闸的布置方案及其对引航道和口门区水流条件的影响。结合贵港枢纽的特点,分析枢纽不同泄流条件下,二线船闸原布置方案中引航道、一线船闸停泊段及口门区的流速大小,得到影响船闸引航道水流条件的控制工况;在此基础上,提出了优化布置方案,对不同布置长度及透空方式下引航道的水流条件进行了对比分析。根据研究成果,推荐二线船闸下引航道内采用隔流墙,布置长度为135 m,底部不透空或透空高度小于0.50 m的方案。研究成果为贵港二线船闸的优化设计提供了参考。     

处理二维浅水流动中动边界问题的淹没节点法

针对浅水流动中的动边界问题，本文设计一种淹没节点方法，根据网格单元各节点的被淹没情况，即单元水面高程和各节点高程的差值，对单元平均水深和单元界面处平均水深进行修正，运用高精度无振荡的FDS格式和有限体积法求解含有动边界的二维浅水方程。除对单元水深和界面水深进行修正外，离散方程形式与传统方法相同，实现过程简单。应用该方法对两个典型算例进行了数值模拟，模拟结果分别与其他学者的模拟结果和精确解高度吻合。表明本文方法精度较高、实现过程简单、可以有效解决浅水方程的间断、动边界和河床起伏问题。     

每州城区防洪堤玻璃钢子堤新技术研究

针对梅州城区河道平坦、坡降较小,遇暴雨往往出现干支流洪水同时暴涨汇聚于梅江,洪水呈现峰高、量大,外江水位变幅大的特点,提出装配式玻璃钢防洪子堤技术解决方案,充分考虑了维护城市景观和提高景观品位的需要,较好地满足城市防洪安全建设和城市景观之间的矛盾。     

长塘双曲拱坝泄洪消能研究

长塘水电站大坝为碾压混凝土双曲拱坝,最大坝高88 m,采用3表孔+1中孔泄洪消能方式。本文介绍了泄洪消能布置方案的研究,泄水建筑物体型优化,以及3个溢流表孔采用锥形体鼻坎体型,解决长塘泄洪中出现的向心水流和消能防冲问题的研究成果。