平面二维高精度水质输移数学模型及其应用

在平面二维三角形网格有限体积法求解水流模型的基础上,建立了高精度水质输移数学模型,并用具有解析解的对流输移经典算例对模型进行了验证,结果表明该模型具有守恒性好,精度高等优点。最后将该模型应用于钱塘江河口上游突发性水污染事故的动态模拟,对突发事故的影响范围、程度、时间作出了定量预报,评估了突发事故对饮用水源地取水口水质的影响,为钱塘江河口上游水域突发性水环境污染事故的应急预案提供指导。

平面二维溃坝水沙输移动床数学模型研究

为数值模拟溃坝洪水作用下泥沙输移及河床变形,建立了无结构三角形网格的平面二维水沙耦合数学模型。水动力学模型采用浑水流动方程,考虑了泥沙输移及床面冲淤变化对水流动量的影响;泥沙输移采用不平衡泥沙输移模式。模型数值计算格式采用守恒性较好的有限体积法,单元界面的对流通量采用基于近似黎曼解的Roe格式计算,扩散通量采用中心格式,不平衡泥沙输移方程采用坡度限制的二阶空间精度格式离散。模型经经典算例和小尺度瞬间全溃的动床实验资料检验,水面、床面及流速等计算结果与实验资料或解析解等比较吻合,分析了动床与定床水面及洪水传播速度的差异。在上述检验的基础上,采用动床模型对某河道型水库溃坝诱发的水沙运动进行了数值模拟,结果表明溃坝洪水下水流、泥沙及河床变形发生强烈的相互作用,采用水沙及河床变形耦合的数学模型是必要的。