非对称突扩通道流动特性的数值模拟

针对非对称突扩通道的流动,建立了平面二维不可压稳态层流数学模型,采用守恒性能高的有限体积法对控制方程进行离散,并选用绝对稳定的混合格式,利用交错网格下的SIMPLE算法进行流场数值计算,得到了回流区形态的变化规律.研究表明,非对称突扩通道流动受雷诺数和几何形状的影响.     

基于需水过程线的多级泵站扬水灌区供需水量优化调度

为了改善红寺堡扬水系统供需水量在时间维度上存在的不协调问题,以需水过程线和泵站设计流量线为比较对象,构建扬水系统内泵站供需水流量优化调节模型,分析不同时段的灌溉面积、高效节水面积比重和灌溉定额等因素引起的需水流量与泵站设计流量关系。基于需水过程线多级泵站扬水灌区供需水量优化调度模型包括流量平衡模型、需水过程线模型和流量调节模型,对红寺堡扬水灌区4种工况进行模拟。结果表明：在高效节水面积占比为60%时,随着灌溉面积从6.02×10⁴ hm²增加到6.77×10⁴ hm²,红三泵站控制灌域内调蓄水量从1.47×10⁶ m³增加到8.49×10⁶ m³,其他3座泵站调蓄规模保持不变;在高效节水面积占比为80%时,红一泵站和红三泵站不调蓄,红四泵站和红五泵站的调蓄规模分别为3.08×10⁶ m³和0.47×10⁶ m³。此模型构建与应...     

水洞沟水库二维水流运动数值模拟

为了预测未来几年水洞沟水库的冲淤情况,在考察库区水流运动规律的基础上,建立平面二维水流运动数学模型,采用非结构网格的有限体积法,利用实测流场数据验证了所建数学模型的正确性。采用该模型对不同工况下水洞沟水库的平面二维水流运动进行数值模拟。结果表明:当进水量与取水量相同且不变时,随着水位的下降,库区流速增大;进水直接流向取水口,然后逐渐向右岸偏移,再向左岸偏移,最后转变为贴着左岸流向取水口;取水口左侧回流区逐渐变小,右侧回流区受进水影响逐渐增大。当进水量大于取水量且不变时,随着水位的下降,库区流速增大,进水主流先向尾坝流动,逐渐偏移为向右岸流动,取水口附近流场受进水影响逐渐增大。通过对不同工况的水流运动数值模拟,得到库区水流运动基本规律,结合进水口、取水口泥沙含量实测数据对库区冲淤情况进行分析,并提出了一些水库运行管理的建议。     

宁夏吴忠金积工业园区冬季供水一维结冰问题数值模拟

利用QUICK格式对一维水力热力数学模型中的对流项进行离散,通过模拟结冰点的位置和比较不同温度、水深、风力条件下对结冰点位置的影响,主要改进了冰盖厚度发展模型.利用该模型对冰盖厚度的发展进行了模拟,通过与经验公式及实测结果进行比较,表明改进后的冰盖厚度发展模型是可靠的,可以用于金积引水渠的冰盖厚度模拟.     

贴体网格的生成方法及其在天然河道数值模拟中的应用

由于生成网格质量的优劣直接影响流场计算的精度和效率,在对目前常用的几种网格生成方法进行比较的基础上,提出了代数法和偏微分方程相结合的一类新的混合方法。该方法能有效地控制所生成网格的疏密,且在边界处有良好的正交性。通过具体算例,说明该生成方法具有良好的可靠性和较强的适应性等特点,可以用于解决天然河道、水库等不规则边界网格生成问题。     

粒子群算法在求解天然河道水面线中的应用

在天然河道水面曲线计算中,传统的试算法、迭代法和图解法等,计算过程中存在误差的累积问题。为此,可将天然河道水面曲线计算问题转化为求解全河段总的计算误差最小化问题;从而提出了用粒子群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。实例计算的结果表明粒子群算法是可行的、通用的和简便的,可以有效控制全河段总的计算误差。     

宁夏沙坡头河段二维水沙运动数值模拟研究

以沙坡头河段水沙运动为研究对象,利用平面二维水沙运动数学模型,采用非结构网格对模拟区域进行网格划分,以有限体积法为工具对水库的水沙运动进行了数值模拟.流速、河底高程模拟值与实测值的比较表明,所建立的平面二维水沙模型能够较为精确模拟沙坡头库区二维水沙运动,所采用的非结构网格有限体积法是适用的.研究结果为进一步研究水库的泥沙淤积规律奠定了基础,对水库的高效运行具有一定的参考价值.     

黄河大柳树河段水流运动与河床冲淤特性精细实测数据初析

拟建的大柳树水利枢纽坝址位于黄河上游干流黑山峡峡谷出口处,控制黄河流域总面积的33.6%,总径流量的58%,总输沙量的10%,水多沙少,水资源开发条件优越。本文利用声学多普勒流速剖面仪、RTK和激光粒度分析仪等先进测量仪器,对黄河大柳树河段连续弯道中19个典型断面的三维流速、水深、河床高程、岸边水位、粒径等进行了实测。对黄河大柳树河段建库前的水流运动、泥沙输移、河床高程等问题进行研究。分析了各断面垂线平均流速、泥沙粒径和河床高程变化情况,并探讨了天然弯曲河道水流运动与河床冲淤变化之间的关系。结果表明,利用声学多普勒流速剖面仪能较好的测量天然河道流场、河床高程等,其测量成果可为科学管理、工程建设和运行大柳树水利枢纽提供基本资料。     

长距离泵输水系统事故停泵水锤数值模拟研究

为了确定输水系统事故停泵水锤的合理防护措施,根据辛安泵站长距离高扬程的工程特点,建立水锤数学模型。通过模拟计算,确定了两阶段阀门的最优关闭规律,并将水泵出口设置两阶段关闭蝶阀、无关闭阀、蝶阀和空气阀联合防护3种不同条件下停泵水锤水力瞬态过程计算结果进行对比分析。结果表明：所建立的数学模型合理,蝶NN空气阀联合防护措施效果明显,为管道和泵站的设计提供依据。     

黄河大柳树河段河床演变的三维数值模拟

针对河岸冲刷、河床演变显著的河流,建立考虑河岸变形的三维水沙数值模型,对黄河大柳树河段的河势演变进行数值模拟分析研究。模型中利用三角形网格和局部网格移动及局部加密技术,采用有限体积法离散控制方程,以及基于非结构化同位网格中的SIMPLE算法进行数值求解。依据2011年11月至2012年10月黄河大柳树河段典型断面实测资料对数值模拟结果进行验证,模拟结果与实测结果吻合较好。结果表明该模型能够较好地模拟黄河大柳树河段的水流运动和河床演变,模型中提出的河岸修正技术和局部网格加密技术可有效提高模拟计算精度和效率。