考虑环流横向输沙及河岸变形的平面二维扩展数学模型

本文考虑弯道环流输沙效应，在泥沙运动基本方程中增加了反映环流横向输沙附加项，对平面二维水沙数学模型的悬移质、推移质输沙方程和河床变形过程进行了扩展。借助土力学中关于边坡稳定性理论中的圆弧滑动法，并引入多杈树搜索方法，建立了适用于平面二维数学模型的河岸崩塌变形计算方法。经扩展后的平面二维水沙数学模型能模拟环流横向输沙及由其引起的河床冲淤和河岸变形，并应用该模型模拟了弯道发生、发展过程，计算结果与已有的认识是一致的。     

弯道水流的基本特性及数值模拟

总结了弯道水流水面横比降、横向环流、流速重分布、分离流及弯道切应力和局部阻力等基本特性及其研究现状;建立了极坐标下沿水深平均的弯道水流平面二维数学模型;并进行了试验室180°矩形弯道和长江调关河弯两个弯道水流的实例计算。计算和验证表明：建立的弯道水流数学模型能较好地模拟弯道水面形态变化和流速重分布。     

电厂循环水流道进口水力优化研究

为减少占地、节省工程量,某电厂循环水流道初步设计选择平面弯曲、总体长度相对较短的曲线形布置形式。应用二维紊流模型进行数值模拟,分析了流道曲线引水段弯道环流运动所产生的不利影响,为遏制弯道环流运动、调整水流流速分布,对流道进口进行水力优化,将进口前沿冷却塔人字柱支墩改造成导流墩,用以控导引水段水流运动。模型试验表明,该项措施能够有效梳理弯道段水流流向,均化流速分布,控导效果可以满足要求。     

基于CCHE模型的石门子渠首弯道水沙数值模拟

采用CCHE 2D软件中的k-ε闭合紊流模型,对大西沟石门子渠首人工弯道段进行二维水沙数值模拟研究,得到弯道水位横比降、典型断面泥沙冲淤形态、泥沙的横向输移现象以及泥沙冲淤后的河床变形,并将断面泥沙冲淤形态与物理模型试验数据进行对比,二者吻合较好,并且符合弯道凹岸冲刷,凸岸淤积的机理。通过对比分析可知,CCHE2D软件在用于模拟弯道水沙运动时,可充分展现弯道环流作用下的泥沙冲淤效果,但对于横断面环流作用下的流速矢量分布及水沙变化过程还需借助三维软件。     

U形弯道水流试验及其数值模拟

弯道水流运动是河流动力学研究的基本问题之一,长期以来,其复杂的三维水流结构一直是研究者关注的重点。弯道水流在重力及离心力的共同作用下,形成弯道螺旋流,与顺直河道相比,具有特有的运动特性,主要表现在产生水面横比降、横向环流、流速重分布等方面。用声速多普勒流速仪（ ADV ）,对室内 U 形弯道水流结构进行了详细的测量,分析表明弯道环流出现了较为明显的双涡二次流变化过程。此外,试验验证结果表明雷诺应力模型（ RSM ）能较好地模拟弯道环流双涡二次变化过程,为深入分析弯道水流特性及其对泥沙运动、河床演变等影响问题提供了科学方法。     

田市抽水站进水前池水力特性数值模拟

借鉴有关弯道水流流速分布的研究成果,计入弯道环流引起的横向动量交换,对曲线坐标系平面二维浅水方程做了修正;采用边界处正交的曲线网格生成技术,处理复杂的计算区域边界。采用修正后的模型对田市抽水站进水前池改造前后的水流流态作模拟分析,来验证改造设计方案的合理性。     

计算弯道环流的通用公式

针对罗索夫斯基弯道环流公式推导过程中存在的问题，在其模型方程中，增加底床不可滑动条件，耦合求解得到了弯道环流公式和水面横比降公式，并应用数值逼近方法，对弯道环流公式进行了简化，以便于弯道环流的理论计算和工程应用。通过对光滑和粗糙床面条件下弯道环流实验资料的验证，并与罗索夫斯基公式、Odgaard公式、张红武公式进行了比较，表明本文公式与实际值最为符合。因此，本文得到的弯道环流公式，形式较为简洁，易于计算，而且适合不同粗糙度的床面，是计算弯道环流的通用公式。     

黄河大柳树—沙坡头河段典型弯道水流运动平面二维数值模拟

建立了适体坐标系下的平面二维紊流水流数学模型,对黄河在宁夏回族自治区中卫市境内的大柳树—沙坡头河段典型弯道的水流运动进行数值模拟。为了反映弯道环流的影响,对动量方程进行修正,紊流模型采用修正的RNGk-ε模型。通过对黄河大柳树—沙坡头河段连续弯道水流运动数值计算结果与实测结果的对比分析,表明该模型能够准确地模拟具有复杂地形的天然河流弯道中的水流运动。利用所建立的模型计算了4种典型工况下水面的纵比降和横比降,得到一些有益的结论。     

明渠弯道水流运动规律研究现状

自然界中河流经常是弯曲的,使得弯道环流研究成为水力学及河流动力学最重要的课题之一。明渠弯道水流运动规律的研究主要包括弯道水面横比降、横向环流垂线分布和环流流速沿程分布等方面。本文对这三方面的研究成果进行了归纳与分析,并对弯道水流运动规律的研究现状进行了评述。通过罗索夫斯基的实验资料对弯道环流流速分布公式和环流流速沿程分布公式进行了检验比较,向工程界推荐出相应的计算公式。     

潮汐作用下弯道环流的数值模拟

潮汐作用下的往复式弯道环流与径流式弯道环流的结构特征应有区别。该文建立三维水动力数学模型模拟黄浦江吴淞口弯道环流,提出涡度作为环流强度指标,对吴淞口弯道环流时间和空间分布进行统计分析。结果显示,吴淞口弯道环流强度分布呈现弯道中段小、进出口两端大;在一个潮周期中涨潮期间环流强度大于落潮;涨潮时环流强度变化大,变化快,落潮时环流强度较稳定,变化小。     

辐流式沉淀池液固两相流力学特性三维数值模拟

采用两相流混合模型,选取RNG k-ε湍流模型封闭两相流时均方程,对辐流式二次沉淀池液固两相流力学特性进行三维数值模拟。采用有限体积法求解微分方程;紊动能、紊流耗散均采用Quick离散格式;速度与压力耦合求解时使用了压力隐式算子分裂PISO(Pressure-Implicit with Splitting of Operators)算法。通过模拟获得了速度场、紊动能和污泥质量浓度等参量在空间的分布规律,对沉淀池的设计有一定的参考价值。     

ONE-AND TWO-DIMENSIONAL COUPLED HYDRODYNAMICS MODEL FOR DAM BREAK FLOW

1-D and 2-D mathematical models for dam break flow were established and verified with the measured data in laboratory. The 1-D and 2-D models were then coupled, and used to simulate the dam break flow from the reservoir tail to the dam site, the propagation of dam break waves in the downstream channel, and the submergence of dam break flow in the downstream town with the hydrodynamics method. As a numerical example, the presented model was employed to simulate dam break flow of a hydropower station under construction. In simulation, different dam-break durations, upstream flows and water levels in front of dam were considered, and these influencing factors of dam break flow were analyzed, which could be referenced in planning and designing hydropower stations.     

恒定有压扩散流中的局部非稳态流动试验研究

试验研究了恒定二元水平有压扩散流中的局部非稳态流动现象。利用壁面丝线流动显示技术观测了局部非稳态流动现象，给出了发生局部非稳态流动的临界扩散角；利用三维点流速仪对局部非稳态流动的流速进行了数据采集，通过功率频谱分析和互相关分析，得出了非稳态流动的基本特征；探讨了局部非稳态流动的成因和条件。     

平面槽流的二次失稳分析

本文以得自二维直接数值模拟的稳定的二维平衡态解，或将其中的扰动部分乘一小的系数所得到的准定常解取作基本流，考察它们对三维小扰动的不稳定性。导出了只包含二个未知函数的封闭的优动运动方程组。与刘次边条件一起构成了一个常微分方程组的特征值问题。采用Ｃｅｂｙｓｈｅｖ－τ方法将问题转化为一个代数特征值问题，对三维基本波与亚谐波失稳两种情形数值求解获得了三维扰动增长率随二维扰动幅值、雷诺数与展向波数的变化关系     

蓄滞洪区洪水演进模拟

系统地研究了描述洪水在蓄滞洪区内演进过程的一不恒定流模型和二维流模型，突出对河流与沿河堤外洼地间水流交换的描述和对淹没区各蓄水单元间水流交换的描述及河流与调蓄区水流连接的描述，最后简要介绍了实例。     

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。     

太仓浏家港围滩工程对河道影响的二滩潮流数模计算与分析

采用水深平均二维非恒定潮流数学模型，在经过３个潮次调试和验证计算合理的基础上，计算并论证了太仓浏家港同滩工程对上、下游河道防洪及流场的影响，为该工程可行性研究提供了初步论证依据。计算与分析表明：在代表潮次的潮流条件下，太仓围滩对潮位的最大影响值小于３５ｃｍ，围滩后流速影响达±１０ｃｍ／ｓ的区域集中于围滩四周约１ｋｍ范围之内．     

NUMERICAL SIMULATION OF 3-D TURBULENT FLOWS IN A CUT-OFF VALVE AND ANALYSIS OF FLOW CHARACTERISTICS IN PIPE

1 .　INTRODUCTIONThevalvehasbeenplayinganimportantroleinthe pipeengineeringandisalsooneofmaincomponentsgeneratingtheheadloss .Becauseofthecomplexgeometry ,thedesignwasusuallyeval uatedempiricallyinthepast,whichcausesmuchenergyloss .Toreducetheenergyloss ,itisessen tialforadesignertoknowthedetailsofflowfieldinthevalvepipe .Recently ,withtheremarkableprogressintheComputationalFluidDynamics(CFD)andcomputerhardware ,itisexpectedthatCFDwillbecomeapowerfultoolinthedesignofvalve .Intheactual…     

Simulation of subcritical flow pattern in 180° uniform and convergent open-channel bends using SSIIM 3-D model

In meandering rivers, the flow pattern is highly complex, with specific characteristics at bends that are not observed along straight paths. A numerical model can be effectively used to predict such flow fields. Since river bends are not uniform-some are divergent and others convergent-in this study, after the SSIIM 3-D model was calibrated using the result of measurements along a uniform 180° bend with a width of 0.6 m, a similar but convergent 180° bend, 0.6 m to 0.45 m wide, was simulated using the SSIIM...     

地下水流与河网水流的耦合模型

从河道水流一维不稳定流(扩展的圣维南方程组)有限差分的递代方程和地下水的有限元数值方法出发，通过河道四周地下水流与河道水流的交换流量把两个模型数值计算的矩阵方程从理论上耦合起来.理想水文流域系统的计算结果表明，模型的设计是合理的