我国小型水库现状及整治对策

根据大坝安全定期检查资料,这些水库大坝普遍存在着防洪标准低、稳定性差、渗漏严重、破损严重、管理缺位、设施不全、维修资金欠缺等问题。据统计我国小水库中病险水库2.90万座,病险率高达35%,制约了当地经济的发展,给人民群众的生命财产安全造成威胁。针对我国小型水库的安全现状和存在的问题,分析了病险小水库的特点与机理,提出了相应的整治措施。

二维分层流的格子Boltzmann数值模拟

基于格子Boltzmann方法,采用改进的自由能模型,对二维分层流和“气泡”迁移现象进行了数值模拟。计算模型中,边界条件处理采用了法向反弹假定,这种处理方法具有二阶精度且简单易行。在给定的条件下,对分层流进行了数值模拟,流速的计算值与其理论解非常吻合,最大相对误差不超过0.3%。常规自由能模型不能满足伽利略不变性,在模拟气泡运动时,圆形气泡往往会变为椭圆形;而改进的自由能模型满足伽利略不变性,在模拟气泡时其形状不会失真。最后,给出了一个“气泡”迁移的数值仿真,在计算了200 000个时间步后,气泡仍然保持原来的形状。数值试验的结果验证了模型的有效性与可靠性。

水流结构相互作用的粒子法数值仿真

提出了光滑质点水动力学法,对具有自由面的水流(体)与建筑物相互作用问题进行了数值仿真。应用该法求解了拉格朗日形式的纳维埃—斯托克斯方程,并对方程中的梯度、散度与拉普拉斯等项进行了相应的处理。光滑质点水动力学法具有计算格式简单、易于跟踪自由面和计算大变形问题等优势。最后,给出了水流(体)与建筑物相互作用的两个计算实例,结果表明,计算结果与其他方法给出的数据符合良好。

水舌运动界面的格子Boltzmann仿真研究

应用格子Boltzmann两相流模型,采用Young的界面重构技术,对水舌在空气中的运动进行了数值模拟,得到水舌在空气中的运动界面和流速矢量,数值模拟结果与实际问题的物理规律一致,验证了模型的有效性与可靠性。