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三峡大坝175m蓄水运行后猪儿碛河段水动力条件变化分析 被引量:3
1
作者 罗全胜 曹明伟 谢龙 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2015年第5期1-5,10,共6页
三峡大坝175 m成库运行后将对变动回水区的水流特性产生重大影响,对其展开分析将为该河段的航道整治、通航规划、水沙规律研究提供重要理论支持。在长江上游水文局实测资料基础上,选择变动回水区中段猪儿碛河段作为典型代表河段,采用数... 三峡大坝175 m成库运行后将对变动回水区的水流特性产生重大影响,对其展开分析将为该河段的航道整治、通航规划、水沙规律研究提供重要理论支持。在长江上游水文局实测资料基础上,选择变动回水区中段猪儿碛河段作为典型代表河段,采用数值模拟与原形观测数据理论分析相结合的方法,借助Aquaveo.SMS软件建立平面水流二维数学模型,将年内各时段与有无回水影响的各种工况进行组合,分析探讨了回水作用对流场、流速横向分布、水动力轴线等水动力条件的影响。分析成果可为该河段的河流研究与航道治理提供依据,建立的数值模拟方法可为同类河段的数模研究提供参考。 展开更多
关键词 三峡大坝猪儿碛河段 175m蓄水 水流特性 平面水流二维数学模型 水动力条件
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基于Flow-3D的多阶明渠工程数学模型研究 被引量:2
2
作者 李大鸣 贾明灏 +4 位作者 张弘强 李彦卿 孙仲谋 栗琪程 熊继斌 《西北农林科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2019年第9期128-138,共11页
[目的]研究灌区多级阶梯明渠水流的水动力特性及泥沙淤积问题,并评价其对多阶明渠工程的影响.[方法]基于VOF方法,在Flow-3D平台上建立了山东省德州市牛角店输水工程的三维数学模型,通过模拟不同工况下的三维多阶明渠水流,对比分析水流... [目的]研究灌区多级阶梯明渠水流的水动力特性及泥沙淤积问题,并评价其对多阶明渠工程的影响.[方法]基于VOF方法,在Flow-3D平台上建立了山东省德州市牛角店输水工程的三维数学模型,通过模拟不同工况下的三维多阶明渠水流,对比分析水流流速分布、水面线变化及渠底泥沙淤积情况.[结果]水流流态平稳后,最大流速出现在第二级阶梯上,挟沙水流流速较清水流速大0.50~0.86 m/s;在挑坎及第二级阶梯上,水面线变化幅度较大;随着时间推移,泥沙主要淤积于挑坎前及第三级阶梯底部,200 s时淤积厚度最高达0.143 mm.[结论]在牛角店输水工程施工及后期运行中,适当加固第二级阶梯渠底,提升第二级侧墙高度,并通过调控下游水位以保证灌渠的安全运行. 展开更多
关键词 多阶明渠 三维数学模型 flow-3D 流速分布 水面线 泥沙淤积
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涉河建设工程对水文站水文监测影响程度评价及补救思路分析
3
作者 周舜轩 吴春熠 +1 位作者 韦露斯 谢天云 《水电能源科学》 北大核心 2025年第5期21-24,33,共5页
随着城市化和基础设施建设的快速发展,涉河建设工程对水文站监测环境的影响日益突出。为此,以广州市南沙区横沥立交连接线跨下横沥水道桥工程为例,采用二维水沙数学模型,分析计算了水文站测验河段的壅水、河势、含沙量及河段冲淤变化情... 随着城市化和基础设施建设的快速发展,涉河建设工程对水文站监测环境的影响日益突出。为此,以广州市南沙区横沥立交连接线跨下横沥水道桥工程为例,采用二维水沙数学模型,分析计算了水文站测验河段的壅水、河势、含沙量及河段冲淤变化情况,并系统性地评估了该工程对下横水文站监测环境的潜在影响。结果表明,工程施工及运行对水文站测验河段特性、设施设备、测验方案及水文数据资料等关键方面均造成不利影响。为减轻影响,提出了水位对比观测、流量测验、含沙量加密观测、单段沙关系率定等补救措施。为涉河建设工程对水文站水文监测影响评估和补救措施的制定提供了科学依据和参考。 展开更多
关键词 涉河建设工程 水文监测 二维水沙数学模型 影响评估 补救措施
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浅水湖泊平面二维水流-水质-底泥污染模型研究 被引量:27
4
作者 龚春生 姚琪 +2 位作者 赵棣华 吴云海 丰茂武 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期496-501,共6页
从三维对流-扩散方程出发,推导包含底泥污染的水质控制方程,并与浅水流动方程耦合,建立相应的浅水湖泊平面二维水流-水质-底泥污染的数学模型。运用伽辽金加权余量法推导出数学模型方程组的有限元公式,开发了实时二维水动力、水质模型... 从三维对流-扩散方程出发,推导包含底泥污染的水质控制方程,并与浅水流动方程耦合,建立相应的浅水湖泊平面二维水流-水质-底泥污染的数学模型。运用伽辽金加权余量法推导出数学模型方程组的有限元公式,开发了实时二维水动力、水质模型。利用模型计算玄武湖混合流、水质动态变化过程,结果与实测值较吻合,从而为浅水湖泊混合流、包含底泥污染的水质模拟提供了一种可操作的新途径。 展开更多
关键词 浅水湖泊 混合流 平面二维数学模型 水流-水质-底泥污染模型
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长江中下游江湖关系演变趋势数值模拟 被引量:33
5
作者 施勇 栾震宇 +1 位作者 陈炼钢 金秋 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期832-839,共8页
以长江中下游防洪系统为对象,概述了在大型复杂防洪系统洪水行为数值模拟基础上,成功地将长江中下游洪水演进数学模型转化为面向长江防洪系统防洪规划方案评估需求的长江中下游江湖水沙演变的数学模型。为适应防洪规划方案论证涉及江湖... 以长江中下游防洪系统为对象,概述了在大型复杂防洪系统洪水行为数值模拟基础上,成功地将长江中下游洪水演进数学模型转化为面向长江防洪系统防洪规划方案评估需求的长江中下游江湖水沙演变的数学模型。为适应防洪规划方案论证涉及江湖水沙相互制衡相互关联客观情况,建立了面向江湖水沙关系及其演变的数学模型。针对长江中下游江湖水沙运动特点,在水沙数值模拟的范围内侧重对下荆江河道冲刷、荆江三口分流分沙模式、洞庭湖泥沙淤积、江湖耦合等环节进行了讨论,提出了合理可行的数值处理方法。模拟结果较好反映了江湖水沙演变规律,主要成果已应用于长江中下游防洪规划和防汛调度方案中。 展开更多
关键词 长江中下游 江湖关系 演变趋势 水沙数值模拟 the Yangtze River lower reaches relationship 数学模型 防洪系统 防洪规划 湖水 主要成果 运动特点 演变规律 相互制衡 相互关联 水沙关系 三口分流 泥沙淤积 模拟结果
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考虑河岸变形的三维水沙数值模拟研究 被引量:24
6
作者 假冬冬 邵学军 +1 位作者 王虹 周刚 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期311-317,共7页
将粘性河岸崩塌模拟力学方法与水沙模型相结合,构建了考虑河岸变形的三维数值模型。基于非正交网格,采用局部网格可动技术处理由河岸崩塌引起的河道摆动过程。模型采用有限体积法对方程进行离散,采用与动量插值技术相结合的SIMPLEC算法... 将粘性河岸崩塌模拟力学方法与水沙模型相结合,构建了考虑河岸变形的三维数值模型。基于非正交网格,采用局部网格可动技术处理由河岸崩塌引起的河道摆动过程。模型采用有限体积法对方程进行离散,采用与动量插值技术相结合的SIMPLEC算法进行模型求解。通过弯道发展过程的计算表明,模型能够有效地模拟出河道的复杂演变过程。 展开更多
关键词 河岸崩塌 三维模型 水沙数值模拟 河床变形
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非恒定流泥沙数学模型原理及其应用 被引量:11
7
作者 梁国亭 高懿堂 +1 位作者 梁跃平 龚坚 《泥沙研究》 EI CSCD 北大核心 1999年第4期44-48,共5页
本文介绍了一维非恒定泥沙数学模型的原理和计算方法,并且对于泥沙数学模型中的一些关键技术等问题进行了较详细的讨论。利用已建立的一维非恒定泥沙数学模型,对黄河小北干流1981年洪水资料进行了模拟计算,计算结果表明:黄河干... 本文介绍了一维非恒定泥沙数学模型的原理和计算方法,并且对于泥沙数学模型中的一些关键技术等问题进行了较详细的讨论。利用已建立的一维非恒定泥沙数学模型,对黄河小北干流1981年洪水资料进行了模拟计算,计算结果表明:黄河干流、渭河、北洛河计算水位、流量过程线与实测值符合良好,可用于黄河的洪水演进计算。 展开更多
关键词 非恒定流 泥沙数学模型 河床变形 黄河 洪水
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天然分汊河道平面二维水流泥沙数值模拟研究 被引量:14
8
作者 余新明 谈广鸣 +1 位作者 赵连军 王军 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期33-37,共5页
基于无结构化网格,采用有限元方法,建立起一种适合于分汊河道的平面二维水沙数学模型,模型采用质量集中的简化处理和预估校正的时间推进算法,较好地解决有限元计算存储量和计算速度。并以武汉天兴洲汊道段为例,进行水沙验证计算,验证结... 基于无结构化网格,采用有限元方法,建立起一种适合于分汊河道的平面二维水沙数学模型,模型采用质量集中的简化处理和预估校正的时间推进算法,较好地解决有限元计算存储量和计算速度。并以武汉天兴洲汊道段为例,进行水沙验证计算,验证结果与实际符合较好,证明模型能较好地模拟天然分汊河道的水流泥沙运动及河床变形情况,因此可为分汊型河道的整治提供技术支持。 展开更多
关键词 分汊河道 有限元 二维水沙数值模拟
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长江中下游江湖水沙调控数值模拟 被引量:11
9
作者 施勇 栾震宇 +1 位作者 陈炼钢 金秋 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期823-831,共9页
以长江中下游防洪系统为对象,在大型复杂防洪系统洪水运动数值模拟基础上,成功地将面向长江中下游防洪规划论证需求的洪水演进数学模型转化为面向长江防洪系统江湖水沙调控需求的长江中下游江湖水沙调控数学模型。为适应江湖水沙调控和... 以长江中下游防洪系统为对象,在大型复杂防洪系统洪水运动数值模拟基础上,成功地将面向长江中下游防洪规划论证需求的洪水演进数学模型转化为面向长江防洪系统江湖水沙调控需求的长江中下游江湖水沙调控数学模型。为适应江湖水沙调控和评估的要求,提出了基于水动力学的闸坝调度计算模式。此外,还对河网分汊泥沙分配模式进行了深入研究。通过长江中下游防洪规划及其洞庭湖区"控支强干"方案论证模拟计算,较好地解决了防洪措施蓄泄后效评估和工程优化调控模式等关键难题,为防洪规划方案的制定提供了定量依据,主要成果已应用于长江中下游防洪规划方案。 展开更多
关键词 长江中下游 江湖 水沙调控 数值模拟 the Yangtze River 下游防洪 防洪规划 防洪系统 数学模型 规划方案 优化调控模式 主要成果 闸坝调度 需求 水动力学 评估 模拟计算 计算模式 洪水运动 洪水演进
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电厂从港池取水对进港航道及港池回淤的影响 被引量:4
10
作者 夏云峰 蔡宁生 潘军宁 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2001年第4期16-21,共6页
在分析工程区域自然条件和泥沙条件的基础上 ,利用二维潮流数学模型模拟电厂从港池取水对进港航道和港池水动力条件的影响 .计算结果表明 ,电厂取水引起航道落潮流速降低产生的进港航道泥沙回淤及港池淤积均不大 .
关键词 潮流 含沙量 数学模型 航道回淤 港池淤积 水电厂 港池取水 进港航道 流速 港池 流态
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长江下游近河口段一维水沙数值模拟 被引量:6
11
作者 孙昭华 陈飞 郭小虎 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期44-50,共7页
长江下游大通以下河道宽阔、支汊众多,同时受径流、潮流双重作用,水沙运动非恒定性强.基于以上特点,建立了长江下游大通至徐六径具有河网特点的一维非恒定流悬沙数学模型.经验证,模型能够反映径流、潮流双重来流、来沙条件下本河段内的... 长江下游大通以下河道宽阔、支汊众多,同时受径流、潮流双重作用,水沙运动非恒定性强.基于以上特点,建立了长江下游大通至徐六径具有河网特点的一维非恒定流悬沙数学模型.经验证,模型能够反映径流、潮流双重来流、来沙条件下本河段内的冲淤. 展开更多
关键词 河网非恒定流 一维水沙数学模型 径流 潮流 长江近口段
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河口闸下水动力与泥沙清淤问题的研究 被引量:6
12
作者 李大鸣 范玉 陈海舟 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期817-823,共7页
为优化河口防潮闸下清淤工程方案,提出了以两相流方程描述底沙运动的理论模式,建立了泥质河口二维水流、泥沙数学模型,并优化独流减河口闸下清淤工程方案.对独流减河口闸下大、中、小潮潮位、流速、含沙量过程和海床演变进行了验证,计... 为优化河口防潮闸下清淤工程方案,提出了以两相流方程描述底沙运动的理论模式,建立了泥质河口二维水流、泥沙数学模型,并优化独流减河口闸下清淤工程方案.对独流减河口闸下大、中、小潮潮位、流速、含沙量过程和海床演变进行了验证,计算分析了现状地形条件下闸下泄流能力,对宽浅型和窄深型两类清淤方案的不同清淤规模的泄流能力进行了计算模拟.讨论了不同清淤规模条件下泄流能力、清淤量、回淤量与回淤率的关系,给出了各工程方案的清淤效率指标. 展开更多
关键词 水流泥沙数学模型 泄流能力 闸下清淤 闸下回淤 清淤效率
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连云港核电站附近海域泥沙冲淤计算研究 被引量:7
13
作者 张世奇 张燕菁 陈金荣 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2004年第2期27-32,共6页
利用连云港地区的实测资料 ,对窦国仁输沙关系式进行了率定和修正 ,推导出新的潮流和波浪共同作用下的挟沙力关系式 ,进而建立了非恒定的平面二维不平衡冲淤计算数模并用实测和河工模型资料进行了验证。验证表明 ,计算结果符合实际。用... 利用连云港地区的实测资料 ,对窦国仁输沙关系式进行了率定和修正 ,推导出新的潮流和波浪共同作用下的挟沙力关系式 ,进而建立了非恒定的平面二维不平衡冲淤计算数模并用实测和河工模型资料进行了验证。验证表明 ,计算结果符合实际。用经过验证的数模 ,对连云港核电站各种取、排水工程布置方案进行了冲淤计算 。 展开更多
关键词 不平衡输沙 潮流 波浪 挟沙力 冲淤数模
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河道三维错层的水流泥沙数学模型 被引量:7
14
作者 李大鸣 付庆军 +1 位作者 林毅 包振茹 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期769-776,共8页
应用垂向坐标变换,结合水平有限元、垂向有限差分的分层方法建立了河道拟三维水流泥沙数学模型.对过流断面变化剧烈的河段提出了错层计算方法,弥补了同层网格垂向落差较大的分层模型缺陷.利用水流泥沙理论解对模型计算结果进行了验证.... 应用垂向坐标变换,结合水平有限元、垂向有限差分的分层方法建立了河道拟三维水流泥沙数学模型.对过流断面变化剧烈的河段提出了错层计算方法,弥补了同层网格垂向落差较大的分层模型缺陷.利用水流泥沙理论解对模型计算结果进行了验证.采用该模型对海河下游河段穿河隧道施工过程中主体隧道悬浮于主流区时的水流泥沙情况进行了数值模拟,流速模拟结果与半理论半经验公式估算结果基本一致,为明渠流和河道中悬浮建筑物下压力流的混合计算提供了一种新的计算方法,拓展了三维分层水流泥沙数学模型的应用空间. 展开更多
关键词 分层三维模型 错层计算方法 水流泥沙数学模型 河道中悬浮建筑物
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江苏如东西太阳沙及烂沙洋海域潮流泥沙数值模拟 被引量:14
15
作者 李孟国 时钟 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期9-16,共8页
基于不规则三角形网格有限差分法并考虑波浪及其破碎作用,建立了平面二维潮流场和泥沙场数学模型。该模型对有望建设成深水码头和深水航道的江苏如东西太阳沙和烂沙洋海域的潮流场和泥沙场进行了细化数值模拟。数值模拟结果表明:(1)本... 基于不规则三角形网格有限差分法并考虑波浪及其破碎作用,建立了平面二维潮流场和泥沙场数学模型。该模型对有望建设成深水码头和深水航道的江苏如东西太阳沙和烂沙洋海域的潮流场和泥沙场进行了细化数值模拟。数值模拟结果表明:(1)本海区潮流基本上是顺深槽流动的往复流,潮流流速大,烂沙洋北水道和西太阳沙附近大潮涨落潮最大流速分别在2m/s和1m/s以上;(2)本海区的潮平均水体含沙量在0.5kg/m3以下,落潮含沙量大于涨潮含沙量;(3)小浪对水体含沙量影响很小,大浪作用下水体含沙量明显增加。 展开更多
关键词 西太阳沙 烂沙洋 潮流 泥沙 数学模型 数值模拟
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田间一维饱和─非饱和土壤中氮素运移与转化的动力学模式研究 被引量:13
16
作者 刘培斌 丁跃元 张瑜芳 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第4期490-498,共9页
建立并验证了一个排水条件下田间─维饱和─非饱和土壤中 NH4+—N和NO3--N运移与转化的耦合模型,模型中考虑了有机质的矿化、氮素的吸附、硝化、反硝化、氨气挥发及作物根系吸氮等氮素转化作用过程,同时也考虑了土壤温度... 建立并验证了一个排水条件下田间─维饱和─非饱和土壤中 NH4+—N和NO3--N运移与转化的耦合模型,模型中考虑了有机质的矿化、氮素的吸附、硝化、反硝化、氨气挥发及作物根系吸氮等氮素转化作用过程,同时也考虑了土壤温度和湿度对氮素转化的影响。该模型可用于描述田间土壤中氮素的行为,所得结论可供农业生产实际和环境保护参考。 展开更多
关键词 田间饱和-非饱和土壤 氮素运移 动力学模式 一维耦合模型 化肥利用率 氮素转化 环境保护
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考虑溯源冲刷的一维水沙数学模型拓展及应用 被引量:7
17
作者 余明辉 祝求 +1 位作者 杨国录 胡鹏 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期1-6,共6页
针对多沙河流水库淤积体存在的溯源冲刷现象及泥沙运动特点,在一维非饱和输沙数学模型的基础上,拓展添加溯源冲刷计算模块,以下边界水位及输沙量突变为判别条件,提出溯源冲刷基准面、冲刷比降及冲刷泥沙量的计算方法,实现溯源冲刷与常... 针对多沙河流水库淤积体存在的溯源冲刷现象及泥沙运动特点,在一维非饱和输沙数学模型的基础上,拓展添加溯源冲刷计算模块,以下边界水位及输沙量突变为判别条件,提出溯源冲刷基准面、冲刷比降及冲刷泥沙量的计算方法,实现溯源冲刷与常规沿程冲淤计算自动优选功能。经与某多沙水库溯源冲刷过程实测资料对比表明,对于存在溯源冲刷的河段,拓展模型计算快捷,结果符合实际,能正确反映溯源冲刷物理过程。 展开更多
关键词 溯源冲刷 下边界水位 水沙数学模型 冲刷基准面
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泵站前池水沙流的数值模拟 被引量:11
18
作者 唐学林 王武昌 +1 位作者 王福军 黎耀军 《排灌机械工程学报》 EI 2011年第5期411-417,共7页
针对泵站前池内的水沙流动,基于格子Boltzmann方法和大涡模拟思想,建立了二维浅水LBM-BGK模型和泥沙数学模型的联合计算模式,进行了水沙流的数值模拟研究.介观LBM-BGK模型采用了LES的亚格子尺度应力SGS模式模拟二维浅水方程,宏观二维平... 针对泵站前池内的水沙流动,基于格子Boltzmann方法和大涡模拟思想,建立了二维浅水LBM-BGK模型和泥沙数学模型的联合计算模式,进行了水沙流的数值模拟研究.介观LBM-BGK模型采用了LES的亚格子尺度应力SGS模式模拟二维浅水方程,宏观二维平面泥沙数学模型包括悬沙输运方程、河床变形方程、水流的挟沙力公式等.水流与悬沙之间的求解方法采用非耦合解模式,即先求解出水流运动控制方程,再求解泥沙输运方程,推求前池底部的冲淤变化.最后,成功地模拟了泵站前池水沙流的流速分布、水深变化和旋涡的位置和尺寸,以及泥沙的冲淤变化,流速计算结果与试验结果比较吻合.计算结果表明:此联合计算模式在一定程度上客观地、较好地重演了前池内水流的基本流态以及泥沙的冲淤变化. 展开更多
关键词 水沙流 泵站前池 格子BOLTZMANN方法 大涡模拟 二维浅水方程 泥沙数学模型
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河口水沙数学模型的并行化研究 被引量:7
19
作者 程文龙 史英标 吴修广 《人民长江》 北大核心 2013年第15期54-57,共4页
为了提高河口水沙数学模型的计算速度,通过基于共享内存的OpenMP和基于区域分解的消息传递模型(MPI并行)两种并行方法,将串行的河口水沙数学模型并行化。将并行模型应用到钱塘江河口潮流泥沙运动模拟实例中。结果表明,该并行模型能大大... 为了提高河口水沙数学模型的计算速度,通过基于共享内存的OpenMP和基于区域分解的消息传递模型(MPI并行)两种并行方法,将串行的河口水沙数学模型并行化。将并行模型应用到钱塘江河口潮流泥沙运动模拟实例中。结果表明,该并行模型能大大提高计算速度。其中,OpenMP方法并行效率较低,而基于区域分解的MPI并行有很好的加速效果,在64个处理器上加速比可接近36,具有较大的推广价值。 展开更多
关键词 水沙数学模型 区域分解 并行化 MPI Metis OPENMP 河口
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考虑泥沙冲淤对水流控制方程的改进与模拟 被引量:2
20
作者 崔占峰 张小峰 +1 位作者 冯小香 谢作涛 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期235-241,共7页
以一维数学模型为例,通过数值实验及渭河实际资料的验证,发现在含沙量较大的情况下,水流连续方程里的浑水与床面的交换项对流量影响是明显的,计算中应予考虑。解释了在像黄河这样的多沙河流中存在的“水变沙”、“沙变水”的现象。由此... 以一维数学模型为例,通过数值实验及渭河实际资料的验证,发现在含沙量较大的情况下,水流连续方程里的浑水与床面的交换项对流量影响是明显的,计算中应予考虑。解释了在像黄河这样的多沙河流中存在的“水变沙”、“沙变水”的现象。由此可见,在模拟含沙量较大河流的水沙数学模型中,应完整考虑水流连续方程的微元河段的水量变化率、进出通量变化及浑水与床面的交换通量这三项。 展开更多
关键词 水流控制方程 高含沙 浑水连续方程 数值试验 数学模型
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