平面二维河道水流泥水沙数学模型

引入通度概念处理河道不规则边界,用ADI算法求解沿水深平均方程,破开算子法解悬移质不平衡输沙方程及河床变形方程,建立了平面二维河道水流泥沙数学模型,并通过物理模型试验对数学模型进行检验,表明该模型可应用于工程实践。     

平面二维水流泥沙数学模型有限元分析

建立了水流泥沙平面二维数学模型，讨论了动边界处理方法及定解条件。在利用有限元方法建立了离散的常微分方程组后，采用了选择系数质量矩阵集中法求解，从而避免了大量方程组的联解，极大限度地节省了计算存贮量，缩短了计算时间。通过实例验证，该模型适用于短河段、沉沙区、放淤区、引航道及边界条件较复杂的水工建筑物附近动床河段的冲淤数值模拟，并有较高精度。     

同位网格下平面二维水流数学模型的有限分析解法

为避免在求解平面二维水流数学模型方程时,流速、水位分别采用有限分析法和有限差分法求解而导致运动方程和连续性方程的计算精度不匹配,进而降低模型整体的计算精度和收敛速度.参照SIMPLE算法,推导出了能够在同位网格下采用有限分析法求解的一般曲线坐标系中的水位控制方程,实现在同位网格下采用有限分析方法求解全部控制方程的同精度算法,避免了交错网格,提高了计算精度,加快了收敛速度.运用于实际工程,计算结果与实测值基本吻合.     

二维挟沙水流数学模型与地理信息系统的集成模型

通过对二维挟沙水流数学模型系统的详细分析,提出了二维挟沙水流模型与地理信息系统（ＧＩＳ）集成的数据集成模型及功能集成模型。     

平面二维数学模型在洪水影响评价中的应用

文章采用河道平面二维数学模型,对铜陵市第五水厂取水工程建设前后的河道水流流速、水位、流场的变化情况进行模拟和计算,分析工程建设对项目区河道防洪的影响.计算结果显示,工程前后局部流场没有发生明显变化,主流走向稳定.总体看,工程建设不会对长江行洪造成明显不利影响.河道平面二维水流数学模型可准确模拟工程河段水流运动,对工程前后河道水位、流速、流场变化等提供较为可靠的数据支持.     

正交曲线坐标系下二维浅水方程的变换

在平面二维明渠非恒定流的研究中,常采用边界拟合坐标技术建立二维正交曲线网格,但是直接推导坐标变换后在正交曲线坐标系下的二维浅水方程比较困难.本文给出了一种应用张量分析的推导方法,利用该方法简单、准确地给出了正交曲线坐标系下的二维浅水方程的具体形式,该方程已经广泛地应用于明渠水流计算中.     

淹没丁坝平面二维水流数值模拟研究

从平面二维水动力学方程组出发，根据有限元Galerkin加权余量法离散模型方程组，并利用Neron-Raphson迭代法求解，研究了淹没丁坝的水深平均的平面二维水流数学模型。设计了长18．0m，宽0．4m，高0．4。的实验水槽，利用水槽实验数据对水深平均的平面二维数学模型进行验证，结果表明模型计算结果与实测值吻合良好，模拟结果合理。由此可见，把水深平均的平面二维数学模型，结合Galerkjn加权余量法和Newton．Raphson迭代法来模拟淹没丁坝存在状态下的二维水流形态是合理的。     

二维挟沙水流数学模型与地理信息系统的集成模型

通过对二维挟沙水流数学模型系统的详细分析,提出了二维挟沙水流模型与地理信息系统（ＧＩＳ）集成的数据集成模型及功能集成模型．     

考虑扩散应力项的弯道平面二维水流数学模型

借鉴弯道水流流速沿垂向分布的研究成果,在二维浅水方程的基础上计入沿垂线方向变化的流速与沿水深平均流速之差引起的扩散应力项,在正交曲线坐标系下建立了平面二维水流数学模型.对Rozovskii 180°弯道的计算表明,本模型计算结果比不考虑扩散应力项的模型更如实地反映了弯道水流特性,对扩散应力项的分析表明其在二维弯道水流模拟中发挥很大的作用.     

平面二维挟沙力公式系数的确定

水流挟沙能力反映了运动水体所能挟带泥沙的最大能力,确定水流挟沙力公式对于泥沙数学模型的发展具有重要意义,而关键是其系数的最佳确定.通常挟沙力公式在实际应用时都要用实测资料对系数进行率定,对李义天的平面二维挟沙力公式,利用最小二乘法与灰色关联度相结合对其系数进行确定.     

长江土脑子河段曲线二维动床模型研究

采用控制体积法与SIMPLE算法对一般曲线坐标下控制方程进行离散和求解,建立了长江土脑子河段曲线二维动床模型.模型控制方程离散时物理量布置采用非交错网格,避免了采用交错网格时所需的大量插值计算,提高了计算效率.模型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.通过长江土脑子河段三峡水库蓄水以后2004年3~6月实测水沙资料对模型进行了验证,计算结果表明模型能够合理地反映土脑子河段水沙运动及河床变形规律.     

涉水工程泥浆排放输移扩散数值模拟

以含沙水流为研究对象,采用一般曲线坐标系下平面二维水沙输移数学模型对长江武汉河段岸边高浓度泥浆排放所形成的浓度场进行了数值模拟.模型重点考虑了高浓度泥浆在输移扩散过程中与河床的交换以及泥沙级配、河床变形对水沙运动的影响,计算结果能为工程单位决策提供科学依据.     

长江中下游典型分汊浅滩河段二维水沙数学模型

以沙市河段为例,针对微弯分汊河段复杂的地形和河势,建立了正交曲线坐标下的平面二维水沙数学模型.考虑到阻力分布的确定是模型能否准确模拟微弯分汊河段年内主流摆动频繁、冲淤幅度大、洲滩变化剧烈等特点的关键,采用“动床率定”的方法确定糙率系数等参数,使阻力分布与地形相匹配,以提高模型的计算精度.通过对该河段水流泥沙运动过程及河床演变过程进行复演,结果表明,该模型能准确模拟该河段水流运动规律,不仅可以用于该河段复杂的冲淤变化模拟及预测,对其他浅滩河段数值模拟亦具有借鉴意义.     

万州长江大桥车桥耦合振动的研究

结合万州长江大桥铁路桥梁的特点．分别建立了车辆的三维离散自由度模型和桥梁的模态模型．通过轮轨作用关系建立了车桥耦合振动的动力模型．并对万州长江大桥的车桥耦合振动进行了研究．分析表明：主梁较柔的大跨度钢桁架桥梁，车辆高速行驶对其动力响应特别是横向动力响应影响显著．     

一二维耦合温度模型在三峡水库水温中的应用研究

采用一二维耦合模型来研究三峡水库水温分布。以垂向一维模型计算结果作入口边界条件，对库首50km区域采用立面二维k-ε水温模型进行预测。结果显示：三峡水库在4-6月可能存在较为明显的温度分层，下泄水温出现滞温现象。耦合模型由于一、二维计算连接中带入的误差尚无法定量分析，需取得实测资料后做进一步的研究。     

苏通长江大桥建桥后航线规划研究

通过建立水流和船舶运动基本方程,与实船静水操纵性能试验比较,船舶操纵性指数与实测基本一致。苏通长江公路大桥的修建将改变原河段船舶航线。本文论述了运用该数学模型重新规划航线,并比较了建桥前后操纵参数的变化,以保障建桥后船舶安全航行。     

基于可达性与竞争力的城市腹地范围演变研究——以扬子江城市群为例

交通网络演变深刻影响着中心城市腹地范围的变化. 选取1999年、2005年、2011年、2018年4个年份作为时间断面,在扬子江城市群社会经济数据和交通地理数据的支持下,利用改进场强模型并结合GIS方法,研究扬子江城市群腹地范围演变,并提出扬子江城市群协同发展的思路. 研究表明:(1)扬子江城市群可达性有明显改善,高等级公路大发展时期可达性相对较差,平均可达性大于1.5 h的区域面积占比为42.4%; 到高铁稳定发展时期,扬子江城市群平均可达性为1.5～2 h的区域面积占比仅为0.5%,1.5 h通勤圈已基本形成.(2)扬子江城市群腹地范围演变表现为苏州的腹地较大,腹地面积占比基本在50%以上; 南京腹地面积占比基本在20%左右; 南通腹地面积占比基本在10%左右; 无锡、常州、镇江、泰州、扬州的腹地相对较小.(3)扬子江城市群协同发展设想:打造增长极,引领区域一体化发展; 优化苏中可达性,打造1 h通勤圈; 加速跨江融合,缩小区域差距.     

气候变化及其对湖北长江水文水资源的影响

采用降水量累积频率,得出了长江干流湖北段洪涝灾情出现概率大于旱情,用r=kRαTβ模型来探讨降水和气温变化对径流量的影响,该流域的年径流量在总体上随降水量的增加而上升,随气温的下降而增加.利用相关统计方法,得出了不同季节上游各流域降水对宜昌水文站流量影响的程度各异.应用小波分析原理,显示出历史流量和降水变化的周期、目前所处的状况和今后的演变趋势.三峡大坝建成后,在很大程度上改变自然状态下长江上游来水的分配,此分析结果具有重要参考价值.     

长江中游监利河段崩岸数值模拟

以监利河段为例,针对弯曲河段复杂的地形和河势,基于移动坐标的计算原理,建立移动坐标下的平面二维水沙数学模型.通过在泥沙运动方程中增加横向输沙项,对该模型进行扩展,使其能较好地模拟弯道环流的横向输沙效应.借助土力学中边坡稳定性理论,对河岸崩塌变形进行数值模拟.通过对该河段水流泥沙运动过程及河床演变过程的复演结果分析,表明该模型不仅能够模拟该河段水流运动规律,而且能模拟河道的崩岸.