一维圣维南方程组的特征线法

天然情况下,河道水流有可能出现非恒定流,对于非恒定流问题可用圣维南方程组建立一维数学模型求解.介绍了求解一维非恒定水流数学模型的特征线方法,并且对其中关键性参数进行详细讨论和确定.通过对赣江支流锦江1982年和1985年洪水资料进行模拟计算,结果表明:计算水位过程和实测水位过程吻合较好,计算精度高.     

渭河下游河道及洪泛区洪水演进的数值仿真(Ⅰ)——数学模型及其验证

以渭河下游咸阳至北洛河河口间的一维洪水和距离咸阳断面下游136km的右岸洪泛区二维洪水为对象,进行4种洪水频率的一维和二维嵌套的非恒定流计算.对于非规则区域的二维非恒定流,采用了曲线坐标系下的有限分析法离散数值格式进行了数值模拟,针对动边界问题提出了新的数值处理格式,本部分为数值模型和计算方法的验证部分.     

渭河下游河道及洪泛区洪水演进的数值仿真（I）——数学模型及其验证

以渭河下游咸阳至北洛河河口间的一维洪水和距离咸阳断面下游136km的右岸洪泛区二维洪水为对象，进行4种洪水频率的一维和二维嵌套的非恒定流计算．对于非规则区域的二维非恒定流，采用了曲线坐标系下的有限分析法离散数值格式进行了数值模拟，针对动边界问题提出了新的数值处理格式，本部分为数值模型和计算方法的验证部分．     

澜沧江景洪电站日调节运行方案的研究

运用一维非恒定流数学模型对电站日运行方案进行研究:采用Preissmann隐式格式建立一维非恒定流数学模型,通过物理模型试验结果对数学模型计算结果进行了验证,在两者结果吻合较好的情况下,对景洪电站4种日调节工况下澜沧江景洪电站下游约85 km河段的水流条件进行了非恒定流计算,通过景洪电站日调节4种运行工况下的非恒定流特征参数:下游河道水位日变幅、小时变率和20 m in变率,分析景洪电站4种工况的非恒定流水流条件对景洪电站下游河道通航水流条件的影响,得到了对下游河道通航水流条件较小的景洪电站运行工况。     

三峡电站日调节非恒定流对航运的影响分析

针对三峡—枝江河道的地形特征 ,建立了一维非恒定流模型 ,并采用Preissmann隐格式差分法 ,研究三峡电站日调节非恒定流对航运的影响 ,结果表明非恒定流在河道中引起的流态变化可满足发展航运要求     

三峡电站日调节非恒定流对航运的影响分析

针对三峡－－枝江河道的地形特征,建立了一维非恒定流模型,并采用Preissmann隐格式差分法,研究三峡电站日调节非恒定流对航运的影响,结果表明非恒定流在河道中引起的流态变化可满足发展航运要求。     

断面间距对黄河下游高含沙洪水模拟结果影响

针对黄河下游河道特点及高含沙洪水演进特性,建立基于耦合解法的一维非恒定流非均匀沙数学模型.利用该模型计算黄河下游2004年8月的高含沙洪水过程,采用实测水沙资料对模型进行验证.验证结果表明,各水文站的流量、含沙量等计算值与实测值吻合较好,所建模型可以用于模拟高含沙洪水演进及冲淤过程.采用该模型计算不同断面间距条件下同场次的高含沙洪水过程,分析不同断面间距下的计算结果.分析表明:不同断面间距对一维模型的计算精度有一定影响,在计算边界条件及其他参数取值相同的条件下,计算断面间距对流量及水位的影响相对较小,对含沙量及河道冲淤过程的影响较明显.在黄河下游地形及水沙特性均复杂的情况下,采用一维数学模型计算高含沙洪水过程时,应适当考虑断面间距的影响.     

Preissmann隐式格式在复式断面河道中的应用

针对复式断面河道的特点，利用Preissmann四点加权隐式差分格式对圣维南方程组进行离散，给出了复式断面非恒定流较为有效的数值计算方法。     

冲积河流分级恒定水沙数学模型的适用性研究

天然河流的来流过程往往是非恒定的,特别是在洪水季节.在工程实践中为了简化计算,通常将非恒定来流过程概化为梯级形式的恒定流求解,相应的模型被称为分级恒定流模型.然而,分级恒定流模型与非恒定流模型之间的差异并不十分清楚.通过概化的长江中游长河段的数值算例来研究比较两种模型之间的差异,采用有限体积法中的SLC数值格式来求解非恒定流模型中的控制方程组,对于分级恒定流模型中的常微分方程组则采用有限差分法求解.研究结果表明,随着计算历时的增加,两种模型计算结果之间的差异逐渐变大.在模拟50年的冲淤变化时,分级恒定流模型与非恒定流模型计算总河段的冲淤量的相对差异为2.1%.随着河段距离的增加,两种模型计算河段的冲淤量相差越来越大.一般来说,分级恒定流模型可适用于短历时、短河段的情形;对于长历时、长河段水沙运动过程的模拟,推荐使用非恒定流模型.     

挡潮闸下游河道冲淤的数值模拟

就挡潮闸下游河道水沙运动建立了一维水沙数学模型,采用Preissmann四点隐式差分格式离散非恒定水流方程,追赶法求解,并结合有限分析法思想离散求解悬移质泥沙方程.水流方程中,上游边界条件通过闸门的开度来控制.泥沙方程中,考虑床沙粒径变化并对床沙级配进行了调整.应用该模型对姚江陶家路闸闸下河道的水位、含沙量和河床变形进行了计算和验证.验证结果显示,水位与实测吻合,含沙量与实测增长趋势一致,河床断面反映了断面的基本变化,冲淤量与实测资料比较相符.表明该模型对挡潮闸闸门控制及闸下河床变形估算具有一定的指导意义.     

洪水泥沙运动特性的一维数值模拟计算和分析

采用一维非恒定水流泥水流泥沙数学模型对黄河的“96．8”洪水泥沙输移特性进行了数值计算模拟，通过对洪水运动过程的水沙要素如断面的水位、数量、含沙量变化、洪水传播时间及河床冲淤等特性的分析表明，本一维非恒定泥沙数学模型在分析模拟洪水泥运动规律可靠性，为江河洪水预报提供一种重要的预测手段。     

黄河“02.9”洪水期下游引水对河道冲淤的影响

在系统分析黄河小浪底水库2002年9月异重流小流量排沙期水沙演进、河床冲淤与沿程引水引沙情况的基础上,采用非恒定流准二维水沙数学模型,计算分析了下游沿程引水对河道演变的影响.计算结果表明,虽然异重流排出的悬沙组成很细,但由于流量不大,水流仍处于超饱和输沙状态;洪水期两岸的引水量占水库下泄水量的比例很大,大量泥沙被引到堤外,与不引水相比较,河道淤积减少.     

松花江哈尔滨段二维非定常水动力学有限元数值模型的建立

采用三角形和四边形单元的混合模式,运用有限元理论的数值计算方法,借助大型计算软件TABS-MD,应用浅水波理论和水深方向平均化理论对二维天然河道水体方程进行简化,通过构建有限元地形网络,率定模型系数,建立了松花江哈尔滨段二维多边界非定常有限元水动力学数值模型.得出糙率主要与单元水深和植被状况有关,且沿水流方向呈带状分布,糙率值取值范围为0.0235～0.080;在同一点的4个动力粘滞系数εij可取同一值,本区段取值范围为1 200～10 000.模型计算结果满足稳定性和精确性的要求,计算质量流量误差＜5%,平均水位误差＜5 cm.     

黄河“02．9”洪水期下游引水对河道冲淤的影响

在系统分析黄河小浪底水库2002年9月异重流小流量排沙期水沙演进、河床冲淤与沿程引水引沙情况的基础上,采用非恒定流准二维水沙数学模型,计算分析了下游沿程引水对河道演变的影响．计算结果表明,虽然异重流排出的悬沙组成很细,但由于流量不大,水流仍处于超饱和输沙状态;洪水期两岸的引水量占与水库下泄水量的比例很大,大量泥沙被引到堤外,与不引水相比较,河道淤积减少．     

渭河下游河道及洪泛区洪水演进的数值仿真(Ⅱ)——成果分析及可视化

采用数值模拟方法模拟渭河非恒定流动,给出河道一维和洪泛区二维的数值模拟结果,分析比较了洪水的传播特性、河道溃决与不溃决对洪水传播的影响.同时,基于VB语言实现了河道和洪泛区洪水演进的动态演示,为防洪调度和决策提供了可视化的工作平台.