数学模型在水质预测中的应用

拟建石佛寺水库位于辽河干流，属大型水利工程。在水库及下游河道水质主要污染物预测中，首次采用一维多点源稀释自净数学模型和完全混合式数学模型，定性、定量地模拟预测水库建成后水质变化规律。本数学模型适合辽河水系特点，较以往的数学模型更为合理和适用     

数学模型在河流水质预测中的应用

河流水质预测一般采用定性及定量两种方法。定量预测目前多采用水质模拟来进行，在数学模型、物理模型、模拟模型３种模拟系统中，最常用的是数学模型，它代表水环境中各因子相互作用的数学方程，是定量描写水体中污染物时空变化的一种数学表达式。实践证明，数学模型应用于河流水质预测，不仅理论上合理，而且方法简便，易于应用。     

展望水流泥沙数学模型在港口航道工程研究中的应用

一、前言在港口和航道工程的研究工作中,往往是以物理模型试验和分析计算为主要方法来进行。近十多年来,由于以电子计算机为主要工具的数学模型有了很大发展,所研究的课题,无论在质量或数量上,均有较大的改进。特别是80年代以来,一些先进国家对这方面的工作,开展了广泛的研究,取得了不少进展,有些国家对一些比较成熟的并能直接用于生产和科研的数学模型,建立了软件包系统,以利于推广和应用。我国在这方面     

剪切紊流中颗粒运动的数学模型和实验研究

本文利用Lagrangian方法建立了剪切紊流中颗粒运动的脉动频谱随机轨迹模型，其中流体脉动速度采用Fourier级数和湍流脉动能谱来确定。数值计算结果与实验结果的对比分析表明，该模型能够很好地描述颗粒在剪切流中的运动。     

波流耦合作用下紊流边界层水沙数学模型

在河口地区,波流相互作用下紊流边界层的泥沙起动输移规律非常复杂,深入探讨其泥沙运动规律很有必要。该文基于波浪边界层的控制方程,引入了时均水流压力,通过波流相互作用下的摩阻流速反映波浪与水流的夹角,用标准k-ε模型封闭方程,建立了波流叠加的紊流边界层内的弱耦合水流模型,分别讨论了波浪速度振幅、时均流速等的分布情况,与实测数据对比得到了较好的模拟结果。其次,基于水流模型建立了泥沙模型,采用对称振荡流和波流相互作用两种情况下的泥沙实测数据验证了泥沙模型的正确性,讨论了不同分布规律的涡黏系数对于模型的影响,为实际工程提供理论参考,结果具有一定的指导意义。     

全沙数学模型在港口环境评价中的应用

本文提出了用两相流连续方程、运动方程描述底沙推移质运动模型的方法，建立了封闭求解的二维全沙数学模型方程组，对悬沙与底沙的交换问题进行了讨论。引入了平衡挟沙和非平衡挟沙交替计算的新方法。将此模型初步应用于港口建设的工程环境评价中，得到水流泥沙实测资料的验证，说明全沙数学模型方法是正确的。     

三维紊流模型的开发及其在环境工程中的应用

本文针对复杂的三维弯道水流，研究开发了三维代数插值坐标变换法；应用雷诺平均Ｎ－Ｓ方程和Ｋ－ε紊流模型，及曲率校正模式，对大朝山水电站城门洞式大型导流洞三维紊流进行了数值模拟；在１：１００的整体导流模型上做了试验，测取了洞内各部位的沿程压力分布；并将计算结果与实测值进行了对比。     

水沙实时预测数学模型研究

传统的水沙数学模型基于水沙运动守恒规律,在给定模型参数和边界条件下封闭未知变量,产生可求解的静定方程组。本文在传统水沙数学模型的基础上,引入水沙实时观测值,利用集合卡尔曼滤波等方法,构造水位、流量和含沙量等未知变量的状态空间方程,通过滤波求解获得他们的优化值,并实时更新模型方程的初始场,将传统的水沙数学模型发展为水沙实时预测数学模型。该实时校正模式应用于2011年黄河下游花园口至利津河段调水调沙实验,取得了满意的效果。     

壁紊流的紊流结构及其缩尺效应

本文研究发边壁紊流的壁区紊流结构及其缩尺效应。文包括：（１）研究了壁区的紊流结构特征；（２）论证了壁区的紊流结构对整个紊流场的支配作用；（３）探讨了壁区紊流结构的缩尺影响及其控制，重点讨论了条带结构，涡旋结构和猝发过程的缩尺效应。     

三维紊流模型在丁坝水流中的应用研究

 基于RNG紊流模型,采用VOF法、空度法和璧面函数法分别处理自由面、不规则边界和壁边界,对丁坝附近的水流进行了模拟和研究。采用先进的瞬时流场测量仪器——PIV来测量丁坝的局部平面和剖面流场,对建立的模型进行了验证。模型计算结果与水槽试验和他人试验资料吻合较好,表明模型能够模拟多种情况下的丁坝流动规律及自由面变化。     

紊流随机理论在边界层中的应用

本文应用作者提出的紊流随机理论,全面讨论了平板边界层紊流的时均结构。根据边界层中沿程各断面惯性力相似的假定,得出了应力分布规律,从而有可能应用紊流随机理论导出紊流边界层中时均流速分布的统一公式。它既适用于边界层的外区,同样也适用于包括粘滞层、过渡层和对数层在内的近壁区;既适用于光滑边界层,也同样适用于过渡边界层和粗糙边界层。关于紊流边界层的脉动结构和阻力问题,将另文论述。     

k～ε紊流数学模型应用于河道冲刷模拟初探

对三维贴体坐标k～ε紊流数学模型应用于泄洪洞出口下游河道冲刷模拟进行了初步探讨 ,计算成果可以定性分析下游河道冲刷程度 ,有助于挑坎体型和下游河道防护的合理设计     

数学模型在经济预测上的应用

本文是论述市场预测系统所采用的几个主要方法。其中着重介绍了移动平均法，二次、三次指数平滑法及龚珀资曲线的数学模型的建立，以及其适用范围内在联系系统的选取与如何提高预测的准确度，同时附上市场预测系统的框图。     

κ～ε紊流数学模型应用于河道冲刷模拟初探

对三维贴体坐标κ～ε紊流数学模型应用于泄洪洞出口下游河道冲刷模拟进行了初步探讨,计算成果可以定性分析下游河道冲刷程度,有助于挑坎体型和下游河道防护的合理设计。     

聚合物稀溶液在粗糙明渠中的紊流试验研究

本文应用一维激光测速仪,在粗糙明渠中,对含有不同浓度聚合物的减阻流,观测了过渡区和粗糙区的时均流速分布和脉动强度分布,并将这些资料与窦国仁所提出的公式作了对比,结果表明,两者相当吻合。     

线性与非线性紊流模型及其在丁坝绕流中的应用

本文采用线性与非线性三维紊流数值模型对丁坝绕流进行了仿真分析。采用的线形紊流模型为Zhu—Shih修正的κ-ε模型，非线性紊流模型为Shih等提出的κ-ε模型。计算分析了单一丁坝和丁坝群两种不同布置方式下绕流流场的紊动特征，并与实验结果进行了比较。结果表明，非线性模型对平均流场的描述要优于线性模型。文章对非线性模型能提高模拟精度的原因进行了分析。     

轴流泵装置紊流数值模拟与性能预测

运用紊流数值模拟技术对包括转轮、导叶在内的轴流泵装置进行数值模拟.计算采用RNG紊流模型,通过SIMPLEC算法,采用有限体积法离散Navier-Stokes方程,计算了不同工况下轴流泵装置流定常流动和非常定流.通过计算预测了泵装置性能,并与模型试验结果进行了比较;通过与已有实验成果比较,得出计算结果与实验结果吻合较好,表明计算结果是可信的,数值计算方法是可行的.     

基于RNG k-ε紊流数学模型的闸门井体型优化设计

本文以新疆北部地区某大型倒虹吸工程为研究对象,为解决出口闸门振动问题,采用采用三维RNG(Renormalization Group)k-ε紊流数学模型数值模拟手段针对该倒虹吸出口工作闸门井体型进行了优化比选设计。对倒虹吸出口闸门井体型分别就原方案、修改方案一及修改方案二进行数值模拟计算,最终分析认为,仅考虑水力学指标前提下,修改方案一可作为最终推荐方案。     

轴流式水轮机转轮内三维紊流场预测

转轮是水轮机中影响机组特性的一个重要部件．研究水轮机转轮内三维素流场的流动特性对于提高水轮机组的特性及效率具有重要的意义．本文基于N-S方程和标准的κ-ε紊流模型，采用SIMPLEC算法，数值模拟了轴流式水轮机转轮内的三维紊流场，同时讨论了其收效性和准确性．轴流式水轮机转轮内的三维紊流场数值模拟结果有助于提高轴流式水轮机的水力设计、性能分析和优化设计的水平．