基于粒子系统的流场实时模拟

数学模型计算结果的显示大多以后处理的形式出现，存在显示时间滞后、存储数据量大、无交互性等方面的不足．应用计算机图形学中的粒子系统来模拟流场，通过分析粒子的存储结构和出生、发展、消亡的生命历程对流场模拟的实时性和模拟效果的影响，从显示方面提高了系统运行的实时性与真实性；采用调整显示时间的方式实现计算和显示时间同步及数据的实时传输，开发了集实时计算和显示于一体的流场模拟系统。     

明渠均匀流的摩阻流速及流速分布

在水槽系统上对明渠恒定均匀流进行了系列实验，利用实测流速资料，对明渠均匀流摩阻流速的各种方法（雷诺应力法、对数流速分布法、阻力平衡法等）的计算结果进行了对比，并分析了流速分布。结果表明：（1）利用阻力平衡法计算摩阻流速时应考虑边壁影响；（2）包含尾流函数的对数-尾流公式比单一对数公式可以更好的符合实测数据。用单一对数公式描述垂线流速分布时，应采用较小的Karman常数；（3）现有大量明渠均匀流实测资料中，用常用的Karman常数（x=0．4）时单一对数公式仍可以较好的表示全水深流速分布是因为采用了较大的摩阻流速。     

床面颗粒临界起动时受力的脉动特性

本文通过试验研究了不同比重的颗粒在临界起动时的受力特性，当颗粒处于临界起动状态时，时均上举力只有颗粒水下重量的０．６４６倍，但需要有６．７％的瞬时上举力大于颗粒的水下重量，说明只有当大于颗粒水下重量的瞬时上举力持续一定的时间时，颗粒才能起动。脉动力的脉动强度与时均力具有相同的数量级，即脉动力对泥沙运动具有重要的作用。脉动力的概率密度近似为正态分布；自相关系数的衰减速度比流速的衰减速度更慢，最大互相     

荆南河网衰退机理研究

本文分析了近50年来荆江三口分流分沙的变化规律;从荆江与洞庭湖的演变、下荆江裁弯、葛洲坝和三峡水库的蓄水运用以及城陵矶站水位抬高等方面分析荆南河网衰退的原因.研究结果表明,江湖关系变化调整与三口分流道泥沙淤积是荆南河网衰退的根本原因;下荆江裁弯、洞庭湖面积与容积的减小、葛洲坝和三峡水库的蓄水运用以及下荆江河势控制工程等加速了荆南河网衰退的进程.     

宽浅明渠横向取水的试验研究

本文试验研究了宽浅明渠横向取水时的分流特性及泥沙在引水渠中的淤积。试验结果表明，当渠首为无闸引水时，渠道中将产生回流，进入渠道的泥沙在回流区产生严重的淤积，影响渠道的正常引水。进而提出了在渠首建闸的方案，试验研究了闸门的形式、布置方案、过流能力、闸门开度及渠道的断面形态、泵房前池形状等水力学问题和在设计高低水位时的泥沙淤积问题，并提出了相应的防淤清淤措施。试验结果表明，选定的闸门布置形式和渠道形状基本能满足引水的要求。采用高速水流搅拌冲沙的方法能有效地防止泥沙淤积。本文的研究结果对相似的工程有参考价值，并可为数学模型的验证提供试验数据。     

黄土坡面细沟发育过程中的重力侵蚀实验研究

利用室内模拟实验的方法对典型坡度条件下黄土坡面细沟发育过程中的重力侵蚀规律进行了研究。通过对水沙测量结果的统计分析，同时结合实验中对重力侵蚀现象的观测，给出了实验条件下的临界重力侵蚀含沙量，以此为依据计算了重力侵蚀产沙量及重力侵蚀量达到总侵蚀量50%时对应的“中值时间”。结果表明，在细沟发育过程中，重力侵蚀产沙量存在着由增大到减小再到波动的变化趋势，这一趋势对坡面产沙变化具有重要的影响。重力侵蚀发生的中值时间则由小变大，反映了细沟发育的不同阶段重力侵蚀由以沟头坍塌为主向以沟壁崩塌为主的转化过程。     

都江堰水沙信息分析系统研究

都江堰有丰富的水文泥沙观测资料,为了更高效以及科学地管理这些数据,满足都江堰水利管理的需要,研制开发了都江堰水沙信息分析系统。文中阐述了系统的设计思路和水沙数据库的表结构设计,应用SQLServer2000建立了关系型数据库,用VisualBasic开发了各水沙分析功能模块,实现了数据查询、分流、冲淤和泥沙运动的综合分析,为都江堰开发利用提供了科学依据。     

溃堤洪水的一维、二维耦合水动力模型及应用

为了减小因溃堤洪水而造成的人员生命和财产损失,本文建立了能够对天然河道溃堤水流进行模拟的一维、二维耦合数学模型.一维水流模型采用Preissmann格式离散求解,二维水流模型采用基于非结构网格的Roe格式离散求解,在一、二维模型的链接处采用堰流公式实现河槽内外水流的交互.通过典型测试算例验证了本耦合模型的可靠性和稳定性.检验后的耦合模型为大江大河的溃堤洪水计算提供了基础,将该模型成功应用于松花江哈尔滨段松北分洪区溃堤洪水的模拟,所得信息可以为防洪决策部门提供参考依据.     

岷江镇江关流域分布式水文及泥沙侵蚀模型研究

基于空间地理信息系统的流域分布式水文泥沙模型为研究流域产流产沙及在河道中的汇流、输移过程提供了,科学有效的手段.针对岷江上游镇江关流域土壤易受降雨侵蚀的问题,采用水沙耦合的流域分布式水文综合模型,对该流域1990年后典型年的径流及泥沙侵蚀输移过程进了数值模拟,并结合镇江关水文站的实测资料对模型进行了验证,计算成果令人满意.分析表明,近年来岷江上游地区的年径流和输沙量均呈现出下降的趋势,且后者下降速率更快,说明泥沙侵蚀输移与径流相比对流域环境变化的反应更为敏感,今后水土保持工作应注重坡面治理.