河势贴体河道平面二维正交网格生成方法的研究及应用

 基于河势概念和Hermite三次插值函数,提出了河势贴体河道平面二维正交四边形网格的生成方法;与边界层坐标系下水深平均流体力学控制方程和SIMPLER算法联合使用,建立了河道平面二维数学模型;进行了葛洲坝枢纽至磨盘溪河段二维网格生成及水流泥沙数学模型的实例研究;讨论了该网格生成方法的主要特征。 关键词：正交网络;数学模型;河势;Hermite函数;边界层;SIMPLER算法     

基于二维水沙模型的涉水建筑物防洪影响计算

基于RSS河流数值模拟系统,探讨了平面二维水沙数学模型在涉水工程防洪影响计算中的应用,并以汉江蔡家湾特大桥为例,进行该工程的防洪影响计算,探讨了不同涉水工程的概化方法。结果表明:采用基于非结构网格的平面二维水沙数学模型,可较为准确地捕捉到涉水工程实施前后河道水力要素变化及河道冲淤变化情况;在所选的计算条件下,拟建工程的实施对工程河段的防洪及河势影响不大。     

码头工程建设对长江中游典型河段水流影响的数值模拟研究

为了研究码头工程建设对荆江公安河段河道水流的影响,通过建立平面二维水流数学模型,计算分析了工程建设前后附近河段的水位、流速变化情况。结果表明:工程建设对其所在河段的水位和流速影响较小,不会对工程河段河势、行洪带来较大影响。建立的二维水流数学模型可准确模拟工程河段水流运动特性,可为研究工程前后河道水流、水位变化提供较为可靠的依据。     

游荡型河流的平面二维水沙数学模型

为使数学模型能模拟游荡性河流因水流弯曲、分汊等导致的环流输沙作用,本文首先在悬移质泥沙对流扩散方程中增加了横向输沙项,然后引入适合游荡型河流的塌岸模式及局部动网格技术和网格融合技术,解决了河岸变形模拟和河道整治工程导致网格再生、床沙级配变化模拟等关键性难题,开发出可模拟游荡性河流河床演变且可反映河道整治工程作用的平面二维水沙数学模型。最后,以黄河下游柳园口—夹河滩河段为例,应用本文模型对游荡型河流河势变化进行了数值模拟,结果表明本模型能够真实地模拟出游荡型河流独特的河床演变过程。     

平面二维河床冲淤计算有限体积法

给出了边界层坐标系下平面二维河床冲淤计算数学模型方程 ,并用河势贴体正交曲线二维网格形式来划分计算区域 ,模型控制方程及定解条件采用有限体积法进行离散 ,数值求解基于SIMPLE算法。该模型用武汉河段天然实测资料进行了验证 ,并在工程实践中得到了大量的应用和检验     

平面二维水流数学模型在防洪河势稳定影响分析中的应用

本文对基于平面二维水流数学模型的有限元离散求解方法进行了研究探索，并应用于某电站行洪论证与河势稳定评价，模拟计算了工程建设前后坝厂区河道水流流速、水位、流态的变化情况，对防洪及河势稳定影响进行了分析。计算结果与实际水流流态相符，能反映河流动力学的基本规律，验证了采用计算方法的可靠性。     

长江石首河段航道整治工程行洪影响研究

分析了长江石首河段航道整治一期工程河段近期河床演变特点及演变趋势,采用平面二维水流数学模型计算分析了工程对河道水位及流场等的影响,并综合分析了工程对河势和行洪的影响。研究结果表明：拟建工程实施后不会对该河段行洪及河势产生明显的不利影响,但局部河势仍会有一定的调整。该研究成果可为航道整治工程设计提供科学依据。     

平面二维数学模型在涉河工程中的应用研究

采用二维数学模型计算并分析了某拟建桥梁和某电厂取水建筑物兴建前后对河道水位及河势的影响情况,与采用桥渡设计规范的经验公式计算结果比较,两种计算结果比较接近,表明二维数学模型能较准确地计算涉河工程兴建引起的工程局部水位及流场变化情况,且能生动地表现其平面形态.该技术已成为当前研究涉水工程防洪影响情况最常用的一种技术手段和方法.     

长江石首段航道整治工程行洪影响研究

分析了长江石首河段航道整治一期工程河段近期河床演变特点及演变趋势,采用平面二维水流数学模型计算分析了工程对河道水位及流场等的影响,并综合分析了工程对河势和行洪的影响。研究结果表明:拟建工程实施后不会对该河段行洪及河势产生明显的不利影响,但局部河势仍会有一定的调整。该研究成果可为航道整治工程设计提供科学依据。     

数学模型在鲁南高铁跨河桥墩布置中应用

采用工程局部河道平面二维水流数学模型进行拟建工程的防洪影响计算分析,对比不同桥梁布置方案,工程前、后的计算结果和变化情况,分析工程对河道行洪壅水、水流流态、水流动力特性、河势稳定等方面所产生的影响,并根据模型计算结果选取最佳方案。     

三峡工程引航道通航水流数值模拟应用研究

采用二维非恒定流数学模型,模拟了三峡工程上游和下游引航道在不同布置方案和各种枢纽运行方式下的引航道内非恒定水流.研究了坐标变换、网格划分、数值离散、动水边界及干床处理、计算成果可视化等关键技术,提出了处理方法.计算表明该数学模型稳定性好、收敛快、精度高;计算成果与模型试验成果较为吻合.     

基于分形理论的黄河内蒙古段河势演变特征及其与凌汛灾害关联研究

寒区河道凌汛灾害河势“弯道效应”的量化评估十分重要。基于分形理论提出河道横断面-纵剖面-平面多维度河势分形维数计算方法及其物理机制，并探讨黄河内蒙古段不同维度河势演变分形特征及其与凌汛灾害的关联关系。结果表明，黄河内蒙古段不同维度河势均具有多尺度自相似分形特征，且具有多年记忆周期的长程相关性；冰坝（严重性冰塞）发生频次与河道主槽弯曲分形维数呈正相关指数型函数关系，与河相系数、深泓点高程和河段平均底坡分形维数负相关，与水深-面积分形维数正相关，总体表明冰坝灾害更易发生于主槽偏移摆动大、蜿蜒曲折、河湾发育程度高的宽浅型弯曲河道，研究成果可为凌汛期冰塞冰坝灾害易发河段诊断及预测提供重要理论依据。     

混合有限分析法在桥墩水流数值模拟中的应用

在河道管理范围内布置桥墩时,较为关注桥墩对壅水和流态的影响,以柳州市局部柳江河道和拟建的维义大桥为例,分别建立大范围的河道和桥墩局部二维水动力数学模型,采用混合有限分析法进行了计算和求解。结果分析表明,维义桥的建设使局部河道产生壅水现象并对河势存在一定的影响。同时也证实了该方法在工程实际应用中的准确性和有效性。     

GRID GENERATION AND NUMERICAL SIMULATION OF 2-D RIVER FLOW

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｎａｔｕｒａｌｒｉｖｅｒ,ｔｈｅｓｈａｐｅｓｏｆｂｏｕｎｄａｒｉｅｓａｎｄｓｅｃ ｔｉｏｎｓａｒｅｏｆｔｅｎｉｒｒｅｇｕｌａｒ ,ｗｈｉｃｈｉｓａｄｉｆｆｉｃｕｌｔｐｒｏｂｌｅｍｆｏｒｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ .Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ ,ａｃｏｏｒｄｉ ｎａｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｏｆｔｅｎｕｓｅｄｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｔｈｅｉｒｒｅｇｕｌａｒｒｅｇｉｏｎｉｎｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｐｌａｎｅ(Ｘ ,Ｙ)ｔｏｔｈｅｒｅｇｕｌａ…     

红河州国际跨界河流水情自动测报系统设计

红河州国际跨界河流存在水文站网不足,水情自动测报设备简陋等问题,为满足国际跨界河流防汛抗旱、洪水管理和预报需要,提出了红河州国际跨界河流水情自动测报系统的设计构想。介绍了设计目标和要求,详细分析了水文观测设施,通信信道,以及水情信息资源共享的实现。     

防渗墙作用下堤防保护区地下水动态数值模拟分析Ⅱ：二元结构堤基条件下的数值模拟

 对长江重要堤防典型二元结构堤基的地下水流运动进行了数值模拟。二维模拟结果表明：被河泓切割的承压含水层动态与江水位关系密切；表层弱透水层主要通过与承压含水层之间的补给排泄而受江水位的间接影响；全封闭防渗墙会制约堤防保护区承压含水层对江水位变化的响应；承压含水层透水性越强，这种制约作用越显著；全封闭防渗墙会使堤防保护区潜水含水层动态基本上不受江水位变化的影响。三维模拟结果表明：全封闭防渗墙端部自由绕渗会使端点附近承压含水层动态受防渗墙的影响减小；承压含水层的透水性越强，绕渗影响的程度和范围越大；绕渗在潜水含水层的作用则小得多，甚至可不予考虑。     

长江中游裁弯工程的效果

下荆江中洲子和上车湾裁弯工程实施已30多年.裁弯工程竣工后,对新河发展和老河淤积过程,裁弯段上游和下游河段的河道演变及水位变化等进行了长期的观测研究.观测分析结果表明:裁弯后新河按预期目标发展,老河相应淤积,老河同期淤积量大于新河冲刷量;裁弯后裁弯河段上游河道比降加大,河床冲刷,同流量的水位较裁弯前降低,其降低值自下游往上游减小,枯水期大于汛期;裁弯段以下至城陵矶河段未发生淤积,且略有冲刷,同流量的水位没有抬高,城陵矶至武汉河段在裁弯后至80年代中期曾发生淤积;裁弯后逐步实施新河及其上下游河段的护岸工程,目前下荆江河势总体稳定,裁弯工程效益得以长期发挥.