明满流耦合水动力模型在南水北调工程中的应用

建立了适用于具有复杂内边界的、长距离调水明满流交替的一维非恒定流水力学系统,并基于明渠和管道连接的长距离输水工程,设计了既有明渠流又有压力流的耦合流动模型。为了精确模拟流动的水力特性,分析明满交替流对工程运行的安全性和稳定性带来复杂的影响,采用圣维南方程组和Preissmann窄缝法计算了有压管流和自由表面流以及这两种状态的过渡流等问题,并加入水库、泵站、分水口、暗涵及闸堰等水工建筑物。利用该模型较好地解决了南水北调中线工程北京段遇到明满流耦合计算的问题。