长江口南支二维潮流数模及其在太仓围滩工程中的应用

首先，建立了适用于长江口南支河段的水深平均二维定潮流数学模型。然后，采用１９９４年８月３次实测潮流过程资料，对该数学模型的流场、潮位过程及流速过程进行了验证计算，计算表明：该数学模型能较好地模拟南支河段的潮流运动，数模方法及处理适当，证精度较高。最后，应用该数学模型计算了南支河段内仓围滩工程对防洪及流场的影响，为该围滩工程可行性研究提供了论证依据。     

长江口南支河段潮流的数值计算

长江口南支河段近半个世纪来动荡不定,主槽浏河口以下淤积增加。为了确保宝山码头前沿水深,应对南支河段进行治理。 南支河段地形变化剧烈,浅滩深沟相互分隔,滩糟交错,水流情况比较复杂。为了全面理解该段水流特性,除物理模型试验外,数学模型也是一个有力的工具。 本文简要介绍了长江口南支河段二维潮流的数学模型,以1978年8月7～8日一次大潮作验证计算,计算结果与天然情况下的实测资料符合较好;在此基础之上,对长顺堤工程方案实施后的流态进行预演,并对计算结果作了初步分析;还对各种边界点作了妥善处理。     

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。     

可视化数学模型及动态演示系统的初步研究与应用

为克服传统数学模型显示不直观的缺陷,采用FORTR AN和VB,VC语言混合编程技术,研制了平面二维可视化数学模型及动态演示系统。该系统能实现计算全过程的可视化,能进行2D,3D图形显示和动态演示。采用该系统,对地形、流态复杂的长江口南北支河段进行了数值模拟。结果表明：该系统界面简洁,操作方便,显示直观,功能强大,大大提高了数学模型解决实际工程问题的效率。     

长江口边界拟合坐标的三维潮流数学模型

在正交曲线坐标系下，采用坐标变换，有限差分、交替隐式求解、动边界处理等方法，建立了边界拟合网格的三维潮流数学模型。应用在长江口潮流场的计算中，得到了与长江口实测潮流，流速和流向相一致的结果，能较好地反映长江口复杂边界和地形下的三维潮流变化。     

《水利水运科学研究》1983年第1～4期总目录

水递、港口及泥沙 河口浅水方程的隐式和显式有限元解法 长江南津关至太平溪河段天然糙率的分析 长江口南支河段氯度变化分析 一种简便的二维潮流数学模型 含盐稀淤泥悬浮液的紊流减阻试验 丁坝对水流影响的试验研究 明渠均质高浓度紊动水流的阻力分析 水库风浪计算方法 不规则     

长江口全沙数学模型研究

在正交坐标系下，建立了能较好拟合长江口边界的平面二维潮流和全沙数学模型。应用和９９６年洪、枯两委大、中、小潮水文泥沙资料和１９９５年、１９９６年地形及８３１０和８６１５台风暴潮流引起的南北槽淤积资料，对长江口的潮位、流速、流向、含沙量特别是南北槽的地形变化和航道回淤进行了验证，结果结果该全沙数学模型较好地复演了长江口流场、含沙量场和地形变化。     

长江口全沙数学模型研究

在正交坐标系下，建立了能较好拟合长江口边界的平面二维潮流和全沙数学模型。应用１９９６年洪、枯两季大、中、小潮水文泥沙资料和１９９５年、１９９６年地形及８３１０和８６１５台风暴潮引起的南北槽淤积资料，对长江口的潮位、流速、流向、含沙量特别是南北槽的地形变化和航道回淤进行了验证，结果表明该全沙数学模型较好地复演了长江口流场、含沙量场和地形变化。     

长江口北支河段水文泥沙特性初步分析

根据长江口北支河段2005年8～9月进行的大规模全潮水文测验成果,对北支河段水流、泥沙特性进行了初步分析,对北支水流、泥沙在时间和空间上的分布变化规律作了有益的探讨,对北支河段水流泥沙运动在河床演变中的作用,作了简要的叙述。     

长江口北支整治工程对南支及青龙港潮位的影响

开发长江口是上海经济区的重要任务之一,整治北支是开发长江口的一个组成部分。有关部门就整治北支提出了封堵北支上口或在北支红阳港附近建造节制闸的整治方案,以中止或减少南、北支水量及泥沙的交换,改善南支河段的航运条件。本文以明渠一维不稳定流计算为手段,通过对各种组合方案的计算与分析。预测了封堵北支或在北支中建闸后对南支河段及青龙港潮位的影响。文中所述问题对制定吴淞口的防洪标准亦有一定的参考价值。     

半日河川水库法在确定排涝规模中的应用

沿海地区挡潮闸排水能力设计既受闸上河道来、蓄水及排涝标准的影响,又与潮汐变化等因素有关,水流情况属于变量变速流,各处的水位、流量及流速均不断变化,其计算相当复杂。以连云港徐圩新区为例,推演了半日河川水库蓄泄能力计算法在确定闸孔净宽时计算结果较准确,对沿海地区排涝规模的确定具有一定的推广作用。     

Numerical calculation of hydrodynamic characteristics of tidal currents for submarine excavation engineering in coastal area

In coastal areas with complicated flow movement, deposition and scour readily occur in submarine excavation projects. In this study, a smallscale model, with a high resolution in the vertical direction, was used to simulate the tidal current around a submarine excavation project. The finite volume method was used to solve Navier-Stokes equations and the Reynolds stress transport equation, and the entire process of the tidal current was simulated with unstructured meshes, generated in the irregular shape area, and structured meshes, generated in other water areas.The meshes near the bottom and free surface were densified with a minimum layer thickness of 0.05 m. The volume of fluid method was used to track the free surface, the volume fraction of cells on the upstream boundary was obtained from the volume fraction of adjacent cells, and that on the downstream boundary was determined by the water level process. The numerical results agree with the observed data, and some conclusions can be drawn: after the foundation trench excavation, the flow velocity decreases quite a bit through the foundation trench, with reverse flow occurring on the lee slope in the foundation trench; the swirling flow impedes inflow, leading to the occurrence of dammed water above the foundation trench; the turbulent motion is stronger during ebbing than in other tidal stages, the range with the maximum value of turbulent viscosity, occurring on the south side of the foundation trench at maximum ebbing, is greater than those in other tidal stages in a tidal cycle, and the maximum value of Reynolds shear stress occurs on the south side of the foundation trench at maximum ebbing in a tidal cycle. The numerical calculation method shows a strong performance in simulation of the hydrodynamic characteristics of tidal currents in the foundation trench, providing a basis for submarine engineering construction in coastal areas.     

基于非结构网格的长江口二维三维嵌套潮流数值模拟

三维数学模型多应用于局部水域,无法模拟模型周边的大范围流场.为解决此问题,基于非结构网格有限体积法,建立了长江口二维三维潮流嵌套数学模型.模型嵌套边界采用近似处理方法,假设嵌套边界处网格单元分层水平流速服从多项式分布,该处理方法嵌套边界处的三维计算存在一定误差.将模型应用于长江口大范围水域潮流模拟计算.结果表明,潮位及二维三维潮流验证良好,计算精度满足规范要求,这说明该方法能够模拟大范围水域的二维及三维潮流运动.     

河口海岸滩涂围垦工程的潮流数值模拟

采用动边界的平面二维潮流数学模型,以椒江河口为例,在完成了对实测水文资料的验证后,对台州浅滩围垦前后台州湾的潮流进行了模拟计算。研究表明,台州浅滩实施围垦工程后,台州湾潮流特征基本不变,对航道流速无影响,在不改变潮流特性的情况下,可对滩涂资源加以开发利用。     

黄河河口水沙运动的二维数学模型

本文针对黄河河口河道水沙潮波的特点，从水流连续方程、运动方程，泥沙运动方程出发，补充了潮流挟沙能力的计算公式，建立了黄河河道河口二维数学模型。以1982年实测资料，从潮位过程、流速大小和方向及海底冲淤变形等方面对数学模型进行了验证计算。在此基础上开展了典型水沙条件下黄河河口泥沙运动规律的模拟研究。其结果揭示了黄河河口清水沟所处海域的潮流潮汐特性和泥沙输移规律。这些成果与实测资料以及卫星遥感分析结果一致，进一步表明了模型的可靠性。     

河口潮流河段二维非恒定流数模研究及应用

本文基于SIMPLeR算法,以长江河口南通河段狼山～四号坝河道为计算实例,建立了一套河口潮流河段二维非恒定流数学模型。实例计算和验证表明：计算的潮位和潮流过程与实测过程吻合较好,计算的流场合理。采用该数学模型还进行了南通华洋液化气有限公司拟建的化工码头对河道及防洪影响的工程计算,也取得了较满意的结果。     

感潮河段水沙数学模型研究与应用

感潮河段的水流和泥沙运动均具有很强的非恒定性,采用有限体积法建立了一套感潮河段平面二维水流泥沙数学模型。模型采用同位网格的SIMPLEC法对水流方程进行离散和求解,较全面地考虑了非均匀悬移质及推移质运动,具有较好的普遍适用性。以长江下游口岸直河段和仪征河段为例,分别对模型作了定床和动床计算,计算结果与实测值符合较好,从而证明了模型的可靠性。     

河口湾边滩围垦的潮波变形数值模拟

本文采用潮流数值模拟的方法，以中国华南的珠江口黄茅海河口为例，进行边摊围垦后湾内期波变形的模拟计算。数学模型在完成了对实测水文资料的验证之后，对黄茅海河口湾边滩围垦的不同工况进行了潮流场的对比计算。计算结果表明，湾内潮差和纳潮量与围垦规模成反比，流速分布的变化与边难围垦位置关系密切。在较浅的边摊上适度围垦，新岸线保持适当的放宽本，对湾内的潮坡变形影响不大。     

波流共同作用下围垦促淤计算方法研究

在改进王义刚等提出的淤泥质海岸围垦淤积计算方法基础上,提出了波流共同作用下围垦促淤计算方法。采用实测水沙资料对挟沙力公式进行率定,得到了横沙东滩水域波流共同作用下半潮平均水沙关系式,其相关系数明显优于仅考虑潮流作用的水沙关系式。采用上述计算方法和水沙关系式对横沙东滩促淤圈围工程的淤积效果进行计算,计算结果与实测值较为接近。由于考虑了波浪作用对含沙量的贡献,比仅考虑潮流作用的计算模式具有明显优势,以后可进一步尝试采用本模式研究砂质和粉砂质潮滩促淤效果问题。     

全潮水文测验资料整编软件研制

为了掌握长江岸线重点河段的水动力条件和泥沙特性,需进行全潮水文测验并对资料进行整编。根据相关规范要求,开发出一套全潮水文测验资料整编软件。介绍了该软件的总体设计方案、流速计算和修正方法、原始数据结构,并给出了图表输出范例,同时指出了软件运用中应注意的问题。从该软件在生产实践中的应用情况看,其具有功能齐全、使用方便的优点,值得推广。