解明渠非恒流的混合网格法

根据小的依赖区内各元波波峰运动轨迹相似的假定，提出了解明渠非恒流的混合网格法，即首先用自然网格定出其结点的位置，然后再用固定网格求出其结点的水情。混合网格法综合了自然特征线网格法和固定网格法的优点，物理概念清楚，稳定性易于满足，计算格式为显式，无须迭代，计算速度快。     

求解N—S方程的混合有限分析多重网格法

本文提出了一种求解Ｎ－Ｓ方程的混合有限分析多重网格法，对二维方腔流进行了详细的计算，发现多重网格法的收敛率受网格密度的影响很小，与用单层网格计算时的收敛过程相比，多重网格法有明显的优越性。     

求解N－S方程的混合有限分析多重网格法

本文提出了一种求解Ｎ—Ｓ方程的混合有限分析多重网格法，对二维方腔流进行了详细的计算，发现多重网格法的收敛率受网格密度的影响很小．与用单层网格计算时的收敛过程相比，多重网格法有明显的优越性．     

具特征约束的有限元三角网格自动生成方法

 鉴于地下水数值计算中有限元剖分的特殊需要，提出了一种满足一定约束条件下某一区域内的三角网格自动生成方法，并给出了该方法实现的过程。该网格生成方法综合考虑了两种类型的内部特征约束：固定结点和固定单元边，在此基础上产生满足约束的离散点序列以及已有结点联系表，从而进行三角形网格的自动生成，自动便捷提供数值计算所需的模拟区离散的各种数据信息。另外，还讨论了网格生成后的校验与校正以及向四边形单元的拓展。     

拱坝结构分析的样条配点法

前言 托尔克(F.Tolke)于1938年提出将壳体理论用于拱坝计算,在计算工作中所遇到的联立偏微分方程的解析积分极为困难,过去只能求助于特殊边界条件的理论解或实用的近似计算。普里斯居(R.Priscu)等曾在第六次国际大坝会议提出网格法计算拱坝,利用有限差分展开微分方程,在各个网格的结点上连续地应用有限差分方程式,求解全部网格结点的位移,从而解出内力和应力。但展开的有限差分式子冗长,所需的计算工作量甚大,因而此法没有受到广泛应用。龙巴地(J.Lombadi)、汪景琦等曾用含高次方的多项式表示变位,再用最小二乘法或变     

渗流自由面数值模拟方法比较

结合最新提出的自由面适应网格法,与现行的2种固定网格法即变单元渗透系数法和初流量法进行数值模拟比较,以探讨各种方法在自由面渗流计算中的优缺点及其应用情况。试探性地选取3种固定网格方法进行系统的比较,即在精度、迭代步数、网格敏感度、初设自由面敏感性上进行多方位比较,分析各方法的灵活性、鲁棒性、数值稳定性、计算效率和可靠性...     

双向嵌套法及其在水力计算中的应用

在水力计算数植模拟中，计算的网格步长约束着计算精度和工作量，计算的范围、计算的网格尺度和计算量总是一对矛盾，以平面二维水流运动方程为基础，兼顾到计算的网格步长、时间步长和计算的范围，应用了双向嵌套网格法，工程算例表明，双向嵌套网格法具有减少计算工作量、提高模式计算精度的特点。     

灰坝横剖面优化研究

采用网格法对灰坝边坡稳定计算进行了优化研究，在此基础上，进一步用穷举法对灰坝横剖面优化设计进行了探讨，并编制了计算程序。实例计算表明，用网格法和穷举法相结合的混合优化法进行灰坝横剖面设计，计算速度快，收敛稳定，可大大节省ＣＰＵ时间，对灰坝设计具有重要的参考价值。     

灰坝横剖面优化研究

采用网格法对灰坝边坡稳定计算进行了优化研究，在此基础上，进一步用穷举法对灰坝横剖面优化设计进行 探讨，并编制了计算程序，实例计算表明，用网格法和穷举法相结合的混合优化法进行灰坝横剖面设计，计算速度快，收敛稳定，可大大节省了ＣＰＵ时间，对灰坝设计具有重要的参考价值。     

混合网格及其数值模型

本文提出了一个描述不规则的三维天然水域的数值网格系统，以及与该网格系统相适应的流动和温度输运数学模型，详细论述了该数值网格生成的主要原则和方法，给出了守恒形式混合网格算法的控制方程，以及基于压力－速度校正算法推导出的基本控制方程的离散表达式。天然水域的混合网格系统，在水平方向上是正交贴体坐标系；在垂直方向上则是笛卡尔坐标系。在该坐标系统中，水平面上的正交贴体坐标系（ＢＦＣ）与岸线精确地吻合；铅垂方向则采用笛卡尔坐标系中的堵塞技术使之与底部边界吻合。本文还给出了一个９０°弯曲天然河道混合网格生成和流场初步计算算例，该算例表明混合网格及其相应的数学模型，克服了目前工程界计算三维天然水域常用的锯齿形网格法的主要缺点，有效地提高了天然水域中流动和污染输运数值计算和模拟的精度。     

探针杆挠曲对水流场测量的影响研究

绕流阻力引起探针杆弹性挠曲，针头挠度和转角造成测点位置误差和流速方向或分量测量误差。本文提出根据探针测定的原始速度分布求解针头在各测点处的转角，进而确定实际流速方向、流速分量和测点位置误差。方法成功地用于探针测定的三维流场的误差计算和修正。结果表明，沿杆长方向的流速误差最大，不能忽视。最后，给出误差修正计算实用近似方法。     

Hydrologically Based Environmental Flow Methods Applied to Rivers in the Maritime Provinces (Canada)

The demand for water withdrawal continues to increase worldwide. These water withdrawals from rivers can affect fish habitat and aquatic life. As such, environmental flow assessment methods are used in order to protect rivers against excessive water withdrawals. The concept of environmental flow relates to the quantity of water required in rivers to sustain an acceptable level of living conditions for aquatic biota at various phases of their development. For many agencies, environmental flow methods are essential in environmental impact assessments and in the protection of important fisheries resources. The present study deals with the evaluation of hydrologically based environmental flow methods within the Maritime Province of Canada. In total, six hydrologically based environmental flow methods were compared using data from 52 hydrometric stations across the region. Some methods provided adequate environmental flow protection (e.g. 25% mean annual flow and Q₅₀ flow duration method); however, other methods did not provide adequate flow protection (e.g. Q₉₀ flow duration method and 7Q10 and 7Q2 low‐flow frequency). The 70% Q₅₀ method provided adequate flow protection only under good baseflow conditions and should be applied with extreme caution. The present study shows the importance of the hydrologic flow regime, particularly as it pertains to the baseflow component, as a significant determinant in the level of instream flow protection. © 2014 Her Majesty the Queen in Right of Canada. River Research and Applications © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

A NUMERICAL METHOD FOR CALCULATING THE EFFECTS OF INLET FLOW ON HYDRODYNAMIC CHARACTERISTICS OF A HYDROFOIL-STRUT-POD CONFIGURATION

A numerical method based on the doublet distribution for calculating theeffects of inlet flow on hydrodynamic characteristics of a hydrofoil-strut-pod configurationunder the linearized free water surface condition is presented in this paper.Inlet flow con-dition is represented by a control section S,in the inlet tube on which the axial velocity is u-niform and determined by a given flowrate.The numerical results for some typical casesare compared with corresponding experimental data.It is found that good agreement be-tween computational and experimental results can be achieved.This numerical methodmay be applied to the prediction of foilborne performance characteristics of a waterjet pro-pelled hydrofoil craft and to optimization of integrated hydrofoil waterjet propulsion sys-tem.     

基于生态水文学法的湘江生态流量研究

河流生态流量是维持河流生态系统健康的重要条件。选取湘江(湘潭)作为控制性断面,采用生态流量年内展布法和IHA-RVA法计算河道最小和适宜生态流量,并以Tennant法进行合理性验证。结果表明:最小生态流量为639.6 m~3/s,占多年平均天然流量的32.2%;适宜生态流量为983.4 m~3/s,占多年平均天然流量的49.5%。该方法计算的生态流量结果能够满足河流生态目标的需求,与天然河流年内丰枯变化状态相吻合,计算结果较为合理。研究可为湘江湘潭的水资源管理以及生态系统的保护和恢复提供科学依据。     

潮流方程的割线法求解

电力系统潮流分析是研究电力系统稳定的重要手段,通过数值仿真的方法把电力系统的详细运行状态呈现给运行人员,以便了解给定条件下电力系统的稳定运行状态。潮流计算是求解一组潮流方程描述的非线性方程组,而在电力系统的发展中,涌现出了多种优秀的潮流算法,如牛顿-拉夫逊法、快速分解法等。本文利用割线法的思想克服了牛顿-拉夫逊法对初值敏感的缺点,简化了潮流方程的求解,达到了较准确求解潮流方程的目的,同时计算速度与快速分解法相近。     

双层堤基的非稳定渗流

论述下为砂层、上为粘性土覆盖层双层堤基的非稳定渗流, 计算了砂层和覆盖层因体积胀缩、水动延滞所引起的水头滞后. 对于某些特殊的土质条件, 导出了解析解; 对于普遍的情况, 则应用数值法拉普拉斯逆变换求出了数值解. 研究结果可用于堤防的渗流计算, 以供堤防设计和管理等工作参考.、、     

在线镉柱还原-流动注射法测定水样中硝酸盐氮实验

建立了在线镉柱还原测定水样中硝酸盐氮的流动注射光度法,并考察了反应管长度、注样体积、泵流量等实验条件对结果的影响。经过优化实验条件,获得该方法的线性范围为0~50 mg/L,相关系数r=0.999,检出限为0.034 mg/L,相对标准偏差为0.65%(n=11)。实验结果表明,该方法线性范围宽,试剂消耗量少、测定快速、灵敏,抗干扰能力强,实际水样的加标回收率均在98.8%~105.0%之内,适宜于现场即时监测。     

再论异重流和均质流动的一些相似关系

在对上层静止下层流动的异重流和均质明渠流之间相似关系研究的基础上,本文将这一成果推广,给出了上层流动下层静止的异重流和均质明渠流之间的一些相似关系,并将结果应用于二维重叠式排取水口的水深计算,结果与前人的实验一致。考虑到实际的重叠式排取水口都是三维的,所以本文利用前人的实验结果,进一步给出了三维重叠式排取水口高度及水深的计算方法,所得结果揭示了排水口温差水跃的形成机理和形成条件。     

基于FEM求解均质承压水稳定流问题的傅里叶分析方法

规则区域均质承压水稳定流问题在只考虑Dirichlet、Neumann边界时具备11种边界类型组合模式。不同组合模式在FEM剖分下具有不同的稀疏线性方程组。本文首先对不同组合模式下的稀疏线性方程组进行傅里叶分析,在分析过程中对各种变换公式均采用快速傅里叶变换(FFT)算法进行计算,实现了均质承压水稳定流问题的快速求解。文中通过具有解析解的水流基准问题验证了傅里叶分析方法的可信性,并以此为基础,在不同剖分模式下分别应用傅里叶分析法与迭代法(Jacobi、Gauss-Seidel、SOR、PCG),进行算法的性能比较。计算结果表明:剖分密度越高（即剖分结点数多）,在求解精度相当的情况下傅里叶分析方法的求解效率优势越显著。该方法的另一大优势在于不需计算和存储原始系数矩阵,从而节省了大量内存空间。     

不规则实体堰坝流场及应力场耦合分析

针对现有堰坝稳定计算方法存在模型概化简单,无法准确反映不规则堰坝的流场及应力分布的问题,基于有限元软件ANSYS Workbench,通过引入气液两相流来求解堰坝的表面流场和水压力,将流场计算结果耦合到结构力学分析中实现某不规则实体堰坝的应力及变形分析。计算结果表明,设计洪水位和常水位工况下堰坝压应力均满足地基承载力要求,且堰体内部未出现拉应力;堰坝整体变形分布合理,能很好地反映堰体与基础非连续性的变形情况。该方法可有效地解决堰坝三维形态复杂及表面压力分布不均所带来稳定分析困难,可为堰坝设计提供依据。