计算河流动力学理论体系框架探讨

计算河流动力学重在研究河流动力的时空变化,实质上是计算流体力学、计算土力学在河流动力学中的应用,但并非简单组合,主要难点源自相间作用机理复杂性及研究对象多尺度性所导致的应用可行性问题。问题解决的过程中产生大量新的适于河流动力计算的数学模型和数值模型,但当前理论体系还缺乏系统性。综合河流动力学、计算流体力学、计算土力学理论,给出计算河流动力学的理论体系框架,明确计算河流动力学各部分内容的基本联系。基于此理论体系,可以方便地判断模型准确性、计算量和复杂性,构建最优的数学模型,并判断数学模型的发展方向。

三维泥沙动力数值模型的高效应用——准三维模型“轻装”效应

近年来泥沙动力和河床冲淤三维计算模型(SB3D)取得了快速的发展,然而由于SB3D基于全三维水动力模型,计算量过大将会降低SB3D的工程实用性。从模型结构、模型求解与程序代码编译三个角度,探讨准三维水动力模型和SB3D联用的合理性和实用性,并采用实验室模拟和工程应用予以证明。结果表明:准三维模型多数条件下可以为SB3D提供合理的三维水流速度;全三维水动力模型和程序模块可以方便的由准三维模型和模块替换;准三维水动力模型极大的提高了模型计算效率,具有理想的"轻装"效应,可以提高SB3D的工程实用性。