二维浅水方程组

以往对天然河流或水工水道进行非恒定流计算(如洪水演进)都采用一维的模型,所依据的是熟知的圣维南方程组。这种方法只能得到断面平均的水位和流速等水力参数,且要求把水体概化成直线或折线形河道.当水体形状不规则,流动中不存在占明显优势的主流方向(如洼地行洪、潮汐河口、湖泊、风暴潮等),     

无结构网格上二维浅水流动的数值模拟

提出在无结构网格上建立有限体积高性能格式族的统一框架,通过引入跨单元界面法向数值通量的逆风分解,将一维Osher、TVD两种通量分裂格式自然地推广至二维浅水方程组。给出了各种情况下浅水方程组有限体积法边界处理的计算公式。最后,利用该格式对穹包溢流、陆地动边界和河口潮流三个问题进行计算。结果表明,这类守恒格式具有高精度、无振荡性以及处理复杂流态过渡、自动捕俘间断和模拟陆地动边界的功能。     

钱塘江口涌潮的二维数值模拟

应用二维有限体积法、Osher格式及间断拟合法,计算了钱塘江河口涌潮产生、发展到消亡的全过程。该算法能保证水量和动量守恒,且能适应水深巨大变化和动边界。根据钱塘江涌潮的特点,可将其合理概化为一线潮。在网格尺寸较大情况下,计算的一线潮仍保持高分辨率,能准确满足水力学间断条件,且计算量小,可以在微机上实现。在对某实测半日小潮进行率定后,对随后的大潮进行了验证计算,涌潮的主要特征(如涌潮高度、移速、水位和流场等)与实测资料符合良好,证实了模型的合理性和模拟能力。     

长江中游洞庭湖防洪系统水流模拟——Ⅰ．建模思路和基本算法

针对长江中游洞庭湖防洪系统规模庞大、水流复杂、资料短缺和预报时限紧迫的实际条件,提出了具有层次和模块结构特点、一维与二维水流模拟、水力学与水文学方法、理论模型与补充信息相结合的建模途径.所建模型的湖泊部分采用无结构网格二维非恒定流高性能有限体积格式,以适应湖区复杂的边界形状和保持水量平衡;河网部分采用一维非恒定流守恒型显格式,避免隐格式矩阵算法的复杂性,同时有利于与二维模型的耦合及与各种复杂连通关系的显式连接.这种一、二维混合非恒定流模型可用于长江干流、洞庭湖河网及湖泊、堤垸区的洪水演进和防洪调度的水流仿真.     

天然河道一维不恒定流计算的守恒格式

本文从数值计算的角度分析和讨论了天然河道一维不恒定流方程组的各种形式及其差分格式的守恒性。据此,本文总结了建立守恒差分格式的途径和应遵循的原则,并就差分格式如何达到准确或近似守恒提出了实际的处理方法。     

水文的应用软件和专用程序设计语言

FORTRAN、ALGOL、BASIC等程序设计语言的普及,大大促进了计算机在水文中的应用。我国现正处在这样的发展阶段,大体上相当于国外六十年代初期的水平。下一步将朝什么方向发展?在水利部与电力工业部1979年6月共同下达的1978～1985年水利水电科学技术发展规划重点研究项目(草案)中,提出了要进行“水利水电系统面向问题语言及通用性软件系统的研究”,以及“建立水文、泥沙     

浅水障碍绕流的数值模拟

浅水流绕过岸边和固壁时常出现分离生涡、脱涡和周期流现象.文中提出参数化局部涡模型和新生涡在背景流场中输移演化及其相互作用的算法,成功地对三峡水库坝区水流横向摆动进行了数值模拟.     

二维浅水流动的一种普适的高性能格式——有限体积Osher格式

天然水体具有形状复杂的计算区域和水下地形。本文采用无结构的网格以适合这一情况,并能方便地根据工程应用的要求局部地和适应性地加密网格。相应地,对二维水流计算问题采用了有限体积法的数学表示。跨单元边界的法向数值通量通过用Osher格式求解黎曼问题得到。文中给出了适合于二维浅水方程组的有关单元界面和各种物理边界的法向数值通量公式。分析了这一格式所具有的优点,包括:普适性、守恒性、逆风性、单调保持性、高效性、对间断的高分辨率、边界处理和内部格式相容,以及不引入数值边界条件等。最后,通过长江口南支水流计算的实例,阐明其良好性能。     

长江口二维潮流计算

一、引言本文依据的二维浅水方程组为gH gU gH一历厂+月石牙一+U一百牙十H 9H9V母g+V,布二se一O 口甘1)gU__gU一不了一十U,弓目二一十V p‘p州峪gU 92~万二丁+g一石二~口g。人+g记侧UZ+VZH‘/3U一了V=0(2)gV gV__gV_92-万;,+U一石二二+V-石万下十g一石只, 口‘。人口分,分十gn,侧UZ+VZV+了U=由左右岸线及上下游断面所围成。根据计算水力学的要求,上下游断面应近似与水流方向正交。岸线可为任意曲线形状。两线之一可经连续变形成为另一岸线,称它们互为同伦。 在计算区域口中用纵向曲线与横向直线各一组布设网格。基本要求是横向…     

浅水流动计算中—阶有限体积法Osher格式的实现

近年来,一阶有限体积法Osher格式已在二维浅水明流的一批模型问题和应用实例中获得成功。本文首次讨论其算法实现的种种问题。核心是建立单元水力模型-阶梯流,在数学上可用一类特殊的黎曼问题来描述。将该问题化作气体动力学中的黎曼问题近似求解,然后对结果加以校正。还在理论分析和数值试验的基础上详细讨论了各种外部边界条件、内部边界和动边界的处理,构成完整的算法。