正交数值网格的生成及平面二维流场计算

本文运用新的数值势流理论,对任意曲线边界,得出了可调整疏密的正交数值网格.导出了ADI法在本文坐标系下的差分格式.采用了能大量节省机时、满足工程需要的非恒定-恒定流计算方法.本方法收敛快,稳定性好,运算量小,内存少.文中以连续弯道为例,生成正交数值网格,计算了弯道流场,其结果与实测值吻合良好.

二维流响应函数理论及其应用

本文用二维流响应函数理论,将非齐次定解条件下的水流模型从整个管理模型中分出,再与规划问题藕合,建立济南市西郊裂隙岩溶地下水系统最优化模型,并取得合理开采的最佳决策方案。

rGFM方法在二维流-固问题模拟中的应用探讨

本文结合r GFM(real Ghost Fluid Method),Hydro-elasto-plastic固体模型,在流-固界眠的二维模拟计算中推广使用r GFM方法,针对界面处的二维Riemann问题进行构造和求解,进而获取界面处流体准确的流动状态,进而用该流动状态来对界眠的边界条件进行定义,进而将流动问题的多个介质转化成单个的介质进行求解。二维实验结果模拟显示,在流-固界眠采用r GFM方法进行数值计算,界眠与其他间断之间计算十分准确,精确解与二维问题之间具有较高的吻合度。

二维流模型在西关水库溃坝分析中的应用

溃坝洪水一般发生时间短,洪峰流量大,淹没范围广,对于溃坝洪水进行模拟演进分析,并采取相关预防措施十分必要。以迁西县西关水库为例,模拟工况考虑水库坝址下游新建铁路桥1座,分析当西关水库大坝发生溃决时对下游铁路桥的影响。

二维流场的激光测速方法

本文论述了利用激光技术测量流体质点运动速度的基本原理,并设计了一种多光轴系统,用以检测质点的二维运动状态,以便研究二维流场的速度分布。

污染物周期性排放的二维平流扩散方程解析解

为更好地理解和管理污染物周期性排放对自然环境的影响,研究了重金属污染物在土壤层呈周期性排放的二维平流扩散方程中的解析解问题.基于二维模型方程,利用拉普拉斯变换技术,得到源汇项以周期性函数的时间依赖的解析解.结果强调了重金属浓度呈周期性排放的显著下降,并强调了周期性排放对浓度峰值的影响及源汇作用在预测和管理控制重金属污染方面的重要性,为进一步深入研究二维平流扩散方程中的周期性排放问题提供基础.

桥渡壅水对河道水位流场影响二维数值模拟

采用Simple算法建立了一套河道平面二维水流数学模型。针对桥渡壅水问题 ,提出了两项措施来进行桥墩的概化 :①局部地形修正 ,主要通过增加桥墩所在节点的河底高程来反映桥墩对河道过水面积的压缩效果 ;②局部糙率修正 ,主要通过加糙来反映桥墩的阻水作用。通过对工程问题的计算验证其效果 ,选取赣江神岗山—井冈山拟建的阳明大桥长约 7.5km的河段作为计算河段。地形采用 2 0 0 0年实测河道地形图。计算网格采用边界层坐标系下河道拟贴体正交网格。网格节点数为 73× 70个 ,计算结果较好地反映了建桥前后桥墩附近水位流场的变化情况 ,说明桥墩概化较为合理。

河道平面二维水流数值计算

本文应用破开算子法原理,将平面二维不恒定流基本方程按不同的物理意义破成对流、扩散和传播三个子方程。对对流方程,提出了基于特征线法的迭代解法,对扩散和传播方程,在局部区域内推演出同一形式的带源泊松方程,引入有限分析法求解,同时,利用边界对称点法,对河道二维计算中较困难的不规则边界计算问题作了较好的处理。

喷管二维跨声速两相湍流流场的数值模拟

采用ＳＩＭＰＬＥ算法，结合分散颗粒轨道（ＰＳＩＣ）模型，在同位网格上实现了喷管中跨声速两相湍流流场的数值模拟。根据Ｒｈｉｅ，Ｃｈｏｗ提出的动量插值概念，以协变物理速度分量作为求解变量，完成跨声速气相流场的数值计算。湍流模式采用ｋ－ε双方程模型，计算结果与提供的实验数据相符合。

长江口南支二维潮流数模及其在太仓围滩工程中的应用

首先，建立了适用于长江口南支河段的水深平均二维非恒定潮流数学模型。然后，采用１９９４年８月３次实测潮流过程资料，对该数学模型的流场、潮位过程及流速过程进行了验证计算，计算表明：该数学模型能较好地模拟南支河段的潮流运动，数模方法及处理适当，验证精度较高。最后，应用该数学模型计算了南支河段内大仓围滩工程对防洪及流场的影响，为该围滩工程可行性研究提供了论证依据。

卡普斯朗-台勒丘克河洪积扇二维地下水流数值模拟

∶为提高拜城县重工业园区供水水源地地下水资源评价的精度,采用一层二维地下水流数值模拟,对计算区卡普斯朗河-台勒丘克河洪积扇地下水资源进行计算评价。采用GMS中的河流子补给程序包调试计算河流对地下水的悬挂式补给量,在观测孔较少无法编制地下水流场的情况下,运用"参数-迭代法"来确定含水层初始水头,提高模型的仿真性和对地下水资源评价的精度,计算地下水补给量为2.018 6×108m3/a。

rGFM方法在二维流-固问题模拟中的应用

本文结合rGFM（real Ghost Fluid Method）,Hydro-elasto-plastic固体模型,推广应用于二维流-固界面的模拟计算。通过在界面处构造并求解Riemann问题,得到界面处流体的准确的流动状态,以此状态来定义界面边界条件,从而将多介质流动问题转化为单介质流动问题来求解。二维数值结果表明,该方法可以用于流-固界面的数值计算,界面和其它间断计算准确,二维问题与精确解吻合较好。

MIKE 21二维非恒定流模型在北京市延芳淀湿地洪水影响分析中的应用

为了研究拟建在北运河滩地上的延芳淀湿地对河道防洪安全的影响,控制湿地建设规模,不增加北运河50年一遇洪水出境洪峰流量,搭建了北运河MIKE 21二维非恒定流模型,模拟湿地建设前后北运河50年一遇洪水演进情况。采用2016年北运河"7.20"洪水监测数据,对模型进行了参数率定;分析了延芳淀湿地建设前后,50年一遇洪水下北运河河道及滩地槽蓄能力、河道水位、流速、流势等水力条件的时空变化。结果表明:滩地内建设延芳淀湿地降低了北运河槽蓄能力,减少了滩地消减洪峰量值,但通过调整湿地地形高程,仍能满足规划要求;湿地建设同时抬升了北运河洪水位,改变了洪水流势,对河道堤防建设有一定影响。研究成果不仅能够为延芳淀湿地的设计建设提供相关水力条件支持,也可以为北运河河道治理及防洪预案修订提供参考。

潮汐河口平面二维非恒定流数值模拟

本文基于三角形网格划分 ,采用有限元法 ,建立了平面二维非恒定潮流数学模型。采用了质量集中、压缩存储的处理方法和“预估校正”的时间推进算法 ,较好地解决了有限元计算存储量和计算速度问题。对长江口南北支河段进行了验证计算 ,结果表明模型能较好模拟长江口南北支河段的潮流运动情况 ,且计算稳定性好、速度快。

二维平面非恒定流数学模型的遥感水位数据同化

为了在水流计算中定量化利用遥感水位数据,基于偏微分方程最优化控制理论建立了变分模型来融合二维平面非恒定流的数学模型和数据。根据遥感数据空间信息密集的特点,提出遥感水位数据同化的新算法。采用人工合成数据考察了面域遥感数据对于定常参数和时变两类参数的反演效果。试验结果表明,遥感数据提供的空间分布式信息有利于空间分布式参数的反演识别,而且通过引入考虑水面空间变化信息的附加项,可以改善观测信息的同化,更好地辨识时变参数(流量过程)。以Moselle河的RADARSAT卫星遥感水位数据检验了模型的实用性。

基于混合数值解法的二维畦灌地表水流运动模拟Ⅱ:模型验证

基于典型畦灌试验观测数据和地表水流运动模拟结果,对比分析采用混合数值解法和Roe有限体积法数值求解二维全水动力学畦灌模型在数值计算稳定性与收敛性、计算精度与效率间的差异,验证基于混合数值解法的模型模拟效果。结果表明,混合数值解法要比Roe有限体积法表现出更佳的数值计算稳定性和收敛性,形成的水平衡误差和平均相对误差相对较低,相同度量环境条件下的数值计算效率提高3倍以上。基于混合数值解法的二维全水动力学畦灌数值模型明显增强了数值计算的稳定性和收敛性,有效提高了计算精度和效率,为开展畦灌系统设计与性能评价提供了可靠的数值模拟手段。

二维非线性井流问题解析解研究

在均质等厚、水平各向同性而竖向异性、无限分布的承压含水层中,以定流量抽水,根据水量平衡原理,建立了二维非线性水流运动方程,并针对确定的非线性渗流规律,用Boltzmann变换对方程进行了求解,推导出了二维非线性井流问题渗流速度和水头降深的解析表达式。

GMRES算法在二维定常无粘流计算中的应用

发展了GMRES算法的两种不同预处理方法求解二维无粘流体动力学方程组。在保证计算效率的基础上 ,采用了一种减小内存需求的途径。用两个算例对GMRES算法以及两种不同的预处理方法进行分析 ,同时与DDADI方法进行比较。通过对NACA0 0 12有攻角超临界流动以及GAMM通道超音流的计算 ,表明两种预处理下的GMRES算法都具有收敛速度快的优点 ,LUS GS预处理方法略优于ILU预处理方法。

二维均匀流悬沙垂向扩散系数的实验研究

利用波流泥沙实验水槽,进行二维均匀流输沙实验,研究悬沙浓度垂向分布、悬沙扩散系数及其垂向分布.结果表明.悬沙浓度沿垂线分布与Rouse公式吻合良好;悬沙垂向扩散系数与水流紊动垂向扩散系数成正比;悬沙垂向扩散系数的垂向分布可用抛物线描述,其最大值与水动力和泥沙条件紧密相关.

二维横向喷流的N-S方程数值解

让一股射流横向注入超音速流产生所需要的干扰效应是一种飞行器飞行控制的常用手段,如航天飞机和机动导弹上的反作用控制系统(RCS).所以,对射流与主流相互干扰的某些流动特性应该有个基本的了解.本文通过应用MacCormack显格式和Baldwin-Lomax修正的代数湍流模型求解二维RANS方程对带横向射流的绕后台阶的M_∞为2.19和6.00的超音速外干扰流场进行了数值计算.与无喷射流的情形相比,回流涡旋区由2个增加到4个,且底部压力有大的回升,喷口宽度越大,回升效应越显著.另外,数值计算表明,在压力梯度变化比较平缓的区域附加一四阶人工粘性能有效地抑制数值振荡,加快收敛.