瓯江口外洞头岛北岙后涂围垦工程潮流数值模拟研究

通过建立基于不规则三角形差分法的洞头岛附近海区二维潮流数学模型,在对现场实测资料验证的基础上,对北岙后涂围垦工程前后的潮流场进行了数值模拟,就北岙后涂围垦工程对周边海区的影响及围塘根部的冲刷情况进行了分析研究。分析研究结果表明,围垦工程不会对客运和货运码头及航道通航条件产生明显影响,对洞头峡的涨落潮水流、三盘大桥桥墩及其通航孔基本没有影响;单纯潮流对围塘根部冲刷的可能性很小,因此,围垦工程是可行的。

海岸悬沙运移数学模型

根据适合大范围缓变地形情况下 ,不恒定、非均匀流场中随机波折绕射联合数值模式及波浪作用下的二维浅水环流方程和悬沙扩散方程 ,建立了波浪、潮流共同作用下二维悬沙数学模型 ,并将该模型应用于渤海湾北部海域 ,进行了波、流共同作用下航道疏浚弃土的悬沙扩散、运移及海床演变的数值模拟 。

温州中心渔港防波堤工程海域潮流数值模拟及底床冲淤计算

分别对温州中心渔港防波堤的3种不同轴线布置、不同长度方案进行了工程前后平面二维潮流场的数值模拟。在此基础上,利用半经验公式,进行了渔港内外底床冲淤计算。根据这些模拟和计算结果,从潮流及地形冲淤角度对防波堤的合理轴线布置和防波堤合理长度进行了分析。

江苏如东海域西太阳沙人工岛工程潮流数学模型研究

基于不规则三角形网格有限差分法建立了江苏如东海域大范围和小范围嵌套二维潮流数学模型,在对模型验证的基础上,对西太阳沙2 km2人工岛工程及配套码头工程方案的潮流场进行了数值模拟研究。根据模拟结果,就人工岛及配套码头工程对周围海区的潮流场、各水道潮量的影响进行了分析,从潮流动力角度论证了工程的可行性。

海岸盐沼冠层水流平均流速分布的实验研究

利用室内水槽测量海岸盐沼植物冠层水流平均流速分布 ,对a)不同属种、b)同属种不同观测位置和流速、c)同属种不同高度、d)同属种不同密度的海岸盐沼植物冠层湍流结构作了分析 ,并探讨了冠层植物本身及其水流结构对粘性泥沙运动的可能影响。实验结果揭示了冠层上、下水流的复杂性 :1)明显的三层结构 ,即冠层底部、过渡层、冠层上部水体层 ;2 )由于植物的柔弹性 ,冠层顶部与上层水体相互作用可能产生界面波 ,导致一个次级流速最大值 ,在冠层内出现流速反转梯度 ( u/ z) ;3 )冠层顶部以上的水体水流切变流速u (切应力τb)大于冠层内的u (切应力τb) ,冠层内 (底部 )水流切变流速 (切应力τb)的减小有利于粘性泥沙的沉积 ;4 )植物冠层影响湍流强度和扩散。

河口和海岸海物理海洋学研究进展——第11届PECS02国际会议介绍

介绍了第11届PECS02国际会议上有关河口和海岸海物理海洋学研究方面的进展。包括河口动力学、河口输运、海岸动力学、海岸输运、河口海岸地貌动力学和大陆架海动力学6个部分。

长江口整治工程对河口潮流的影响

采用沿水深积分的平面二维非定常流数学模型对长江口整治工程进行流场数值模拟.讨论了整治工程实施后不同的典型水文条件(平水年、洪水年、大潮汛)下沿江水位、流速、各叉道流量的变化.结果表明,工程后南支上段的徐六泾深槽落潮流速加大,长江主流稳定北偏进入白茆沙北水道;南支下段沿南岸一线的落潮流速均有增加;长导堤固定了新浏河沙,从根本上防止新浏河沙体的整体南压;南北港的分流比变化不大;北槽在工程后除局部区域外,全线落潮流速有所增加.

黄岛电厂取水工程潮流泥沙数值模拟

建立了基于不规则三角形网格的考虑波浪及其破碎作用的二维潮流场和泥沙场数学模型,对黄岛电厂取水海域的潮流场、泥沙场进行了数值模拟和分析,对电厂取水口的泥淤积强度进行了计算。计算结果表明,电厂取水口附近海区流弱水清,取水口泥沙淤积轻微,对电厂取水基本没有影响。

田湾核电站海域潮流泥沙数值模拟研究

建立了基于不规则三角形网格的考虑波浪及其破碎作用的潮流泥沙数学模型,在对模型进行充分验证的基础上,对田湾核电站海域的潮流泥沙进行了数值模拟,对潮流场泥沙场特征进行了分析;对连云港港口扩建(旗台港区建设)规划方案对田湾核电站已建取水工程的影响进行了数值模拟研究,计算了取水明渠口门附近岸滩的冲淤变化及取水口设计水深等深线的位移。研究结果表明:连云港港口扩建后,已建的田湾核电站取水明渠口门附近水域变成泥沙淤积环境,滩面将会淤高,设计的取水口门水深等深线将会外移,核电站正常取水将会受到影响。

珠江三角洲河网区水位特征空间变异性研究

本文基于区间化变量理论,研究了珠江三角洲网河区的水位空间变异性。给出了描述该网河区水位空间分布结构的半变异函数;揭示了该地区水位的空间结构性—方向性和相关距离。分析了该网河区水位的空间分布。提出了珠江三角洲河网水位空间插值的克里格方法,并给出了丰水期的一个应用实例。计算结果表明了该网河区水位空间分析的克里格方法的可行性。

长江口北槽口外细颗粒悬沙沉降速度

提供了一种计算长江口外细颗粒悬沙沉降速度的方法.利用流速仪和声学悬浮泥沙观测系统,获得了长江口北槽口外大潮水流、悬沙浓度垂线分布资料.采用落憩时刻(1100h)的悬沙浓度7条垂线分布资料,通过Rouse公式拟合,计算了与悬沙浓度垂线分布曲线相对应的细颗粒悬沙沉降速度,计算结果相对集中于3.0～4.

河口准三维涌潮数学模型研究

本文依据近年来计算流体力学在计算格式方面的最新成果,提出了一种用于计算包括涌潮在内的近海三维流场的数学模型。模型中,控制方程采用σ坐标变换形式;底部摩阻采用对数流速率;运用k ε紊动模型计算垂向紊动粘滞系数,使模型较好地给出水平速度的垂向分布。数值方法上,采用有限体积法离散方程,并用Osher格式计算有限体积交界面通量,使得模型可高精度地捕捉间断;水平方向用无结构三角网格,较好地适应不规则形状边界;用该模型模拟了明渠均匀流和概化河口涌潮的水流运动规律。计算结果表明模型可用于河口区涌潮流场计算。

渤海湾风浪场的数值模拟

采用SWAN模型对渤海湾在定常风和非定常风作用下的波浪场进行了模拟,并利用黄骅港附近波浪统计资料对模拟结果进行了验证。结果表明:SWAN模型较好地模拟了渤海湾在定常风和非定常风作用下风浪成长和传播过程。此外,还应用ADCIRC潮流模型,初步探讨了潮流对波浪要素的影响:(1)无流存在时,波高的成长和波周期的变化是一条光滑的曲线,但当有流加入时,由于其流速和水位在一个潮周期内随时间的变化是不均匀的,其对波浪成长产生影响,使波高和周期呈不规则变化;(2)波浪成长初期,流对波高增长的影响并不明显,但当波高增大到一定程度时,流的存在对波高的影响是很明显的。

伶仃洋三维潮流输沙的数值模拟

作者使用垂向坐标变换技术,结合有限差分方法建立了三维潮流输沙的数学模型。为了增加模型的稳定性和减少数值耗散,对悬沙对流扩散方程中的水平对流项采用三阶迎风格式离散。应用本模型对伶仃洋的枯季和洪季的潮流输沙的悬沙场进行了数值模拟,将模拟结果与实测资料进行比较,二者吻合较好。模拟结果分析表明:伶仃洋悬沙运动主要集中在西滩,对伶仃航道影响不大;洪季水体含沙浓度高于枯季;水体含沙浓度沿水深存在浓度梯度,且洪季的浓度梯度明显大于枯季。

长江口南支-南港沙波的稳定域

1997年枯季和 1 998年特大洪水后期 ,在长江口南支 -南港用直读式海流计和Ende co/YSIInc .1 74SSM流速仪定点测量近底和表层流速大小和方向 ,并采集床面泥沙样品经室内分析得到底沙粒径 ,用声学测深仪和UltraElectronics旁侧声纳仪走航测量床面形态。结果表明 :1 )枯、洪季时落潮流近底和表层流速比涨潮流流速大 ,落潮流周期比涨潮流周期长 ,且洪季落潮流表层流速大于枯季时 ,洪季落潮流周期比枯季时长 ;2 )床面泥沙枯季时为粗粉砂至极细砂 ,而洪季时为极细砂至细砂 ;3)枯、洪季床面上的沙波形态受落潮流控制 ,波高与波长之比值以及背流面坡度较小 ,洪季时沙波波高比枯季时高 ,波长比枯季时长。显然 ,长江口南支 -南港落、涨潮流和床面泥沙粒径及沙波形态的特征均与季节性变化的径流有关。此外 ,在VandenBergandVanGelder ( 1 993)底形稳定相图中 ,作者提出了一个新的沙纹与沙波间的转化边界。

含植物河流平均流速分布的实验研究

在室内水槽中模拟了有 Myriophyllum和 Hydrilla两种植物存在的河流环境 ,采用 Nixon微流仪 ,测量不同植物密度、流量和测量位置下水流平均流速垂线分布 .流场特性可用以下水动力学参数来描述 :摩阻流速 (u* ) ,粗糙长度 (z0 )和植物冠层粗糙雷诺数 (Re* ) .结果表明 :1测得的水流平均流速垂线分布中 ,绝大多数不满足对数关系 ;2每个水流平均流速垂线分布包括 3个水动力区域 (冠层区域、冠层以上区域和介于它们之间的过渡区域 ) ,可能存在 2个边界层 (内部边界层和外部边界层 ) ;3对于 Myriophyllum底床 ,在不同测量位置 A、B和 C上 ,u* 和 Re* 随着流量的增加而增加 ,z0 则随流量的增加而下降 ,在流量一定的情况下它们均沿流动方向 (A、B、C)增加 ;4Hydrilla底床的 u* 空间变化不如 Myriophyllum的明显 ,在密度一定的情况下 ,z0 主要是随着流量的增加而减小 ,不随测量位置 (A、B、C)而变化 .

任意平面区域的自动三角剖分

提出平面区域内点集的新的自动生成法以及更加通用、健壮的任意平面区域的Delaunay三角剖分法 .前者同时保证新生成的点均位于域内 ,点的疏密程度连续变化和最终网格具有良好形态 ;后者在不添加辅助线 ,不改变原有点集和不增加编程难度的前提下 ,统一解决了任意平面区域 (多连通、多点共圆和非凸 )的自动三角剖分问题 ,并讨论了计算机数值精度问题 .

长江口南槽非均匀细颗粒泥沙起动流速的近似估算

利用文献中的泥沙起动流速公式,推导出非均匀细颗粒泥沙起动流速近似估算公式。采用长江口南槽定点测量涨落潮过程中水深、水面以下1m的流速与近底床悬沙粒径d95资料,拟合该近似估算公式。估算结果表明:近底床悬沙粒径d95小于0 06mm的细颗粒泥沙起动流速值大于已有水槽实验值。