防城港进港航道工程平面二维潮流数学模型适用性分析

根据防城港码头规划布置,防城港渔港区第五作业区进港航道工程提出了将进港航道分为5万吨级和3万吨级两段不同吨级的航道进行合理设计的方案,以满足岸线码头的配套服务要求。文章根据防城港工程海域相关的地质及水文条件,建立了平面二维潮流数学模型,确定了模型的初始条件、边界条件及模型参数,并通过实测数据验证了该模型在防城港海域的适用性及所建立模型的正确性。

基于二维平面水流数学模型的平原河道上跨改建桥梁流场影响分析

模型基于全方位不可压缩与雷诺数均匀分布的纳维斯托克斯方程,并服从于非线性布西尼斯克方程假定和静水压强的假定,通过对皖北平原河流上跨桥梁的河道二维水流数学模型研究,分析了平原河流在上跨桥梁改建后的流场变化,对比流速、流向变化,分析认为工程实施后,河道流速较小,减轻了洪水期现状河道的岸坡及主河槽的冲刷,受桥墩阻水作用影响,桥墩局部流场发生细微变化,但对河道流场的影响程度和影响范围较小,在较短河段内便可消除,工程对整个河道的流场影响较小。

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。

海岸河口二维潮流可视化数学模型

经过多年的不间断的研究，逐步改进和完善了在海岸河口非常适用的、基于不规则三角形网格显式差分法的二维潮流数学模型，研制了潮流场可视化成品实用软件，将二者结合起来即构成了二维潮流可视化数学模型。可视化数学模型不仅使数学模型可视化、直观化，而且加快了数学模型的调试速度．方便了各种工程方案的比选，从而使用数学模型解决实际工程问题的效率大为提高。

平面二维泥沙数学模型研究及其应用

本文利用不平衡输沙模式建立起了一套泥沙冲淤数学模型,其中对恢复饱和系数α、可冲刷厚度Δ_b、河岸侧向冲刷以及浓度对流计算格式都进行了一定的研究和改进,本文的目的在于研究开发二维河道水流及泥沙冲淤数学模型并应用于实际工程计算。

黄河下游平面二维非恒定输沙数学模型：Ⅰ—模型方程与数值方法

黄河下游冲淤变形剧烈，其平面二维泥沙数学模型的研究与开发是一个极其复杂的难题，在学术与工程实践上都具有重要意义。本文构建起具有通用性的黄河下游平面二维非恒定输沙数学模型。在该模型中：采用修正的河床变形方程；克服了以往数学模型计算中取饱和恢复系数小于1的缺陷；引入了符合黄河下游河道水沙特点的水流挟沙力和河床糙率计算等公式。在数值方法上：采用边界拟合坐标，对水流连续性方程与动量方程采用交错网格上的ADI方法进行离散求解，对泥沙连续性方程则采用控制容积法进行离散。

平面二维水沙数学模型

本文提出了在特定定义下的流函数－涡量法表示的平面二维水流基本方程式，进而建立了平面二维水沙数学模型．文中对计算方法、有关水流泥沙物理参数的确定等问题进行了初步探讨．模型利用葛洲坝坝区实测资料进行了验证．

考虑环流横向输沙及河岸变形的平面二维扩展数学模型

本文考虑弯道环流输沙效应,在泥沙运动基本方程中增加了反映环流横向输沙附加项,对平面二维水沙数学模型的悬移质、推移质输沙方程和河床变形过程进行了扩展。借助土力学中关于边坡稳定性理论中的圆弧滑动法,并引入多杈树搜索方法,建立了适用于平面二维数学模型的河岸崩塌变形计算方法。经扩展后的平面二维水沙数学模型能模拟环流横向输沙及由其引起的河床冲淤和河岸变形,并应用该模型模拟了弯道发生、发展过程,计算结果与已有的认识是一致的。

多闸门联合调度的平面二维数学模型

多闸门联合调度是在实际河道、水渠中经常采用的一种控制水量或水位的运行方式,对此进行数值模拟也成为人们关心的问题之一。本文利用闸孔出流公式耦合水流运动平面二维ADI算法,建立了多闸门联合调度的平面二维数学模型。模型被应用到北京市卢沟桥分洪枢纽多闸门联合调度控制洪水的研究之中,并提出了洪水过程中洪峰流量小于2500m3/s的调度方案,对海河水利委员会批准的调度方案进行了完善和补充,表明该模型可以应用到工程实际之中。

平面二维悬沙数学模型计算河口闸下淤积的缺陷及弥补方法

分析了感潮河段闸下淤积机理及用平面二维悬沙数学模型模拟闸下淤积存在的缺陷.提出采用分析模式预测近闸段的泥沙平均淤厚,其余河段由平面二维悬沙数学模型预测淤积分布相结合的方法.实例分析表明,该方法可为河口建闸可行性研究提供依据.

二维潮流及泥沙数学模型

本文利用控制体积法对沿水深平均的二维水流及泥沙微分方程进行了离散，建立了二维潮流泥沙数学模型，并利用连云港附近的潮流及含沙量资料对模型进行了验证计算．验证结果表明，无论是水位、流速、流向，还是含沙量都与实测资料符合良好．由此可以看出，本模型不仅能应用于潮流泥沙计算，而且可以推广到各种平面不恒定流的泥沙冲淤计算中．

黄河河口二维泥沙有限元数学模型及应用(Ⅱ)——潮流和泥沙输运沉积过程模拟分析

利用多沙黄河河口潮波平面二维泥沙数学模型,通过典型时刻近海海区潮汐、河口口门河道、河海流场、含沙量、河床变形和海底等值线等图形对入海河口海域潮汐和潮流海洋动力特性、入海泥沙运动扩散输移规律、河口拦门沙形状、形成过程、泥沙冲淤和海底地形变化进行了分析,这些都与实测资料和遥感图像的分析基本一致。

平面二维数学模型在桥梁工程防洪评价中的应用

为分析桥梁工程的修建对原河道水文情势的影响,以小龙门大桥工程为例,采用平面二维数学模型,模拟了5 a一遇设计洪水条件下工程修建前后河道内水位和流场分布特征的变化。结果表明,桥梁工程修建后在桥墩附近产生了一定的壅水与流场变化,有局部性的影响。

闽江口河网二维潮流数学模型

应用“河网正交贴体坐标”技术拟合闽江河口多汊道河网 ,将网格控制在河道有效区域内 ,使网格空间步长大大缩小 ,提高了计算的可信度 .应用“矩阵追赶法”和“非线性二维潮流模型”等求解方法 ,很好地模拟了闽江河口复杂的潮流场 ,计算时间步长可长达 1 0min .该数学模型已在闽江口等多个工程中得到应用 ,效果良好 .

干湿边界的斜对角笛卡尔方法在平面二维水沙数学模型中的应用

复杂边界,尤其是发生干湿变化的动边界,一直是二维水沙数学模型计算的难点,也是控制计算收敛和精度的关键。本文主要介绍在二维浅水方程和泥沙数学模型中采用斜对角笛卡尔方法结合干湿边界点的变化来处理复杂边界问题,并将这一方法应用到北京首都国际机场扩建工程跑道高程设计和华能丹东电厂海水蓄水库泥沙淤积的模型计算中。计算表明,该方法拟合精细、处理简单、计算高效,与实测结果吻合较好。

河道平面二维泥沙数学模型

为了研究水库下游河道冲刷及由此而引起的对防洪、航运等造成的影响,本文给出了非均匀沙的平面二维动床数学模型,模型中考虑了悬移质不饱和输移、非均匀沙推移质输移及床沙级配的调整,利用ADI法对水流泥沙方程进行数值离散。利用该模型模拟了葛洲坝下游枝城至枝江河段涨水期淤积和落水期冲刷过程,冲淤量及冲淤部位跟实测值吻合较好。

平面二维全沙泥沙输移数学模型及其应用

研究了平面二维全沙泥沙输移 (悬移质泥沙和推移质泥沙 )的数学模型及其应用 .文中对比了国内外常用模型的特点 ,结合笔者在平面二维全沙泥沙输移数学模型中的计算经验 ,分析各自模型的差异 ,特别是针对模型的数值计算方法及湍流模型的应用进行分析和说明 ,在此基础上建立平面二维全沙泥沙输移数学模型 SFST- 2 D.并将该模型分别应用于长江三峡工程坝区泥沙计算、波迪

河口潮流垂向二维有限元数学模型

б坐标变换在河口潮流数学模型中得到了广泛的应用，本文探讨了它在差分离散 范畴内的适用性，并认为：在变换后的规则网格上，控制方程增添了若干个非线性项，使得 模型更加复杂、计算工作量增加、增大了误差的可能性。为了建立简单、快捷和有效的河 口潮流垂向二维数学模型，本文应用变网格有限元方法（不引入б坐标变换，采用任意四 边形等参单元）离散横向积分的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程。

平面二维非恒定非均匀泥沙数学模型

基于贴体坐标转换原理,建立了贴体坐标下的河道平面二维非恒定非均匀泥沙数学模型,然后应用ADI法对控制方程进行离散求解.在求解过程中,运用最小能耗率原理来确定河道在冲淤过程中的河宽变化及河岸摆动幅度,弥补了大多数泥沙数学模型只能计算固定河宽下的河床冲淤变化的缺陷.以黄河青铜峡水库为实例,对模型进行了验证计算.计算结果表明,模型能较好地反映库区的水流泥沙运动及河床冲淤变形情况.

多沙河流平面二维泥沙数学模型研究

针对冲积河流河床演变速度快、边界调整幅度大的特点，采用积分方法数值求解水流泥沙基本方程，建立了适合于多沙河流泥沙及河床演变规律的二维数学模型，在数值方法方面考虑了物质守恒性及对多变边界的适应性，采用了比较简单的动边界处理模式。通过工程实例的计算验证，证实了模型所采用的基本方法是合理的，模型有较强的河床边界适应能力，可用以解决有关多沙河流河床演变预测及浑水洪水预报的有关问题。