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旋流排沙装置排沙效率的数值模拟与试验研究
1
作者 王昱 王哲辉 +4 位作者 张宝泉 雒天峰 张晓龙 任伟龙 王玉昆 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期32-38,46,共8页
为提高水库中排沙洞的排沙效率,研发了一种新型旋流排沙装置。利用数值模拟试验和水工模型试验两种方法,研究了旋流排沙装置中叶轮组合、旋流场的流速分布特征、旋流排沙装置对排沙洞口泥沙的冲淤特性和排沙效率的影响。数值模拟结果表... 为提高水库中排沙洞的排沙效率,研发了一种新型旋流排沙装置。利用数值模拟试验和水工模型试验两种方法,研究了旋流排沙装置中叶轮组合、旋流场的流速分布特征、旋流排沙装置对排沙洞口泥沙的冲淤特性和排沙效率的影响。数值模拟结果表明,旋流排沙装置中单叶轮的流场范围随转速的增大而扩大,但当叶轮转速增加至20r/s时流场范围不再增加;旋流排沙装置中组合旋流场范围取决于叶轮的转速及其布置方式,当以三角形方式布置时,组合流场范围也随叶轮转速的增加而扩大,但叶轮间距布置过小会导致能量耗散过高,叶轮间距布置过大则不能形成有效的组合流场,旋流排沙装置的最优运行状态为叶轮距离为70mm、转速为20r/s。数值模拟和模型试验结果表明,旋流排沙装置可有效增大排沙洞的排沙效率和冲淤范围,当库区水位较深形成冲沙漏斗时,旋流排沙装置可使排沙洞的排沙效率提高71.5%;当库区水位较浅形成冲沙廊道时,旋流排沙装置能使排沙洞的排沙量增加4.02kg,说明该装置对库区水深较浅的淤积泥沙具有较好的排出效果,对解决甘肃河西水少沙多型水库内的泥沙淤积问题具有重要意义。 展开更多
关键词 数值模拟 水工模型试验 库区排沙 旋流场
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基于升尺度离散裂隙—基质模型的裂隙水反应运移数值模拟与软件开发 被引量：1
2
作者 刘殿广 杨蕴 +3 位作者 袁奕梁 窦智 吴剑锋 吴吉春 《高校地质学报》 北大核心 2025年第1期14-23,共10页
裂隙水反应运移模拟是地球科学和环境工程领域的研究热点与难点,传统的等效多孔介质模型或离散裂隙网络模型在刻画复杂裂隙网络中的水流和溶质运移过程时存在一定的局限性。文章开发裂隙水反应运移数值模拟软件FracRTM,基于离散裂隙网络... 裂隙水反应运移模拟是地球科学和环境工程领域的研究热点与难点,传统的等效多孔介质模型或离散裂隙网络模型在刻画复杂裂隙网络中的水流和溶质运移过程时存在一定的局限性。文章开发裂隙水反应运移数值模拟软件FracRTM,基于离散裂隙网络(Discrete Fracture Network,DFN),采用升尺度离散裂隙—基质模型(Upscaled Discrete Fracture Matrix Model,UDFM)构建连续体网格并计算等效渗透率和孔隙率,采用开源反应运移数值模拟程序模拟裂隙—基质系统中地下水流动、溶质运移和化学反应的物理—化学过程。文章介绍了FracRTM的总体设计与功能模块,同时基于FracRTM进行了酸性矿坑水在碳酸盐岩裂隙网络中迁移过程的数值模拟案例分析,以验证软件的有效性。 展开更多
关键词 裂隙水 反应运移模拟 数值模型 软件开发
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分岔管道含沙水流粗颗粒水力输送的研究进展
3
作者 来志强 张秀来 +2 位作者 李军华 吴承君 陈林 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第5期201-208,215,共9页
水库清淤、引黄灌溉等工程实践中经常出现卵石粗颗粒进入管道中,卵石粗颗粒在高含沙水流驱动下输移时,导致管道系统能耗增加,降低管道输送效率,并且在管道分岔处极易出现淤堵的现象,阐明分岔管道内输送物质为高含沙水流粗颗粒时的运动... 水库清淤、引黄灌溉等工程实践中经常出现卵石粗颗粒进入管道中,卵石粗颗粒在高含沙水流驱动下输移时,导致管道系统能耗增加,降低管道输送效率,并且在管道分岔处极易出现淤堵的现象,阐明分岔管道内输送物质为高含沙水流粗颗粒时的运动机理与能耗机制,是提升管道排沙效率,保障工程安全中的关键难题。结合国内外关于分岔管道含沙水流粗颗粒水力输送最新研究动态,系统总结了分岔管道内部尤其是主、支管连接处的复杂水力特性,包括压降变化、流场特征等,并探讨了其能耗机制,以及当管内输送介质不同时,管内输送介质的运动机理,为优化管道设计、提升管道运输效率及节能减排提供了一定的参考价值。综观当前研究成果,采用模型试验和流-固耦合CFD-DEM数值模拟技术相结合的方法,探明不同粗颗粒粒径、高含沙水流流速、含沙量等输送物质的关键参数以及不同分岔管道进出流形式、出流夹角、整体逆坡倾角等管道常见布置条件下粗颗粒的运动机理及水头损失变化规律,揭示分岔管道内输送物质为高含沙水流粗颗粒时输送的能耗机制、改进固液体积分数识别算法、利用GPU并行计算技术提高CFD-DEM数值模拟的计算效率将是这一领域未来的研究重点。 展开更多
关键词 分岔管道 粗颗粒运动 含沙水流粗颗粒 模型试验 CFD-DEM数值模拟
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旋流排沙渠道中旋转水流的排沙效果研究 被引量：2
4
作者 南军虎 马康宁 +3 位作者 汪超群 李伟 陶然 代江龙 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期170-178,共9页
旋流排沙渠道是基于旋转水流强挟带能力的特点提出的一种渠道水沙分离新技术,为了明晰其水沙特性,在试验研究的基础上,采用Realizable k-ε模型、VOF法及离散相模型,对旋流排沙渠道内的水沙两相流特性进行了数值模拟,通过与模型试验成... 旋流排沙渠道是基于旋转水流强挟带能力的特点提出的一种渠道水沙分离新技术,为了明晰其水沙特性,在试验研究的基础上,采用Realizable k-ε模型、VOF法及离散相模型,对旋流排沙渠道内的水沙两相流特性进行了数值模拟,通过与模型试验成果的对比确定了不同粒径泥沙的球度,研究了持续来沙条件下旋流排沙渠道的排沙效果,分析了渠道和排沙洞内泥沙的分布规律。结果表明:不同粒径泥沙的球度介于0.2~1.0之间时,在渠道顶部局部来沙条件下旋流排沙渠道对粒径为(0.075,3.000]mm泥沙的计算截沙率与试验值吻合良好,二者的相对误差仅为3.5%,误差主要来源于(0.075,0.160]mm的极细颗粒泥沙;当上游渠道水流进口来沙质量流量为60 g/s时,渠底高含沙水流由起旋室的分流,渠道含沙量迅速降低,起旋室前部和后部渠底水流含沙量分别为44.00 kg/m^(3)和0.07 kg/m^(3);排沙洞内的旋转水流对泥沙的挟带作用明显,在强离心作用下泥沙主要分布在排沙洞近壁面,最大泥沙含量约为200.00 kg/m^(3);在持续来沙条件下旋流排沙渠道对粒径为(0.075,3.000]mm泥沙的截沙率为95.98%,仅少量极细泥沙以悬移质形式进入下游渠道,渠道和排沙洞内无大量的泥沙淤积,表明旋流排沙渠道是一种可实现高效且连续排沙的水沙分离技术。本成果可为旋流排沙渠道在工程中的应用和水沙特性的研究提供有益参考。 展开更多
关键词 旋流排沙渠道 水沙特性 数值模拟 离散相模型 截沙率
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考虑海岸植被影响的水沙动力数学模型研究进展 被引量：1
5
作者 匡翠萍 丛新 +3 位作者 韩雪健 宫立新 刘会欣 朱磊 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1418-1427,共10页
介绍了植被模型的不同考虑方式,分别从水流阻力、床面阻力、植被消长等方面展开讨论。基于工程尺度和实验室尺度水沙动力数学模型的研究,综述了植被影响下的流速、紊动能、拟序结构,不同波浪形态的传播特征以及悬沙浓度、地形演变等相... 介绍了植被模型的不同考虑方式,分别从水流阻力、床面阻力、植被消长等方面展开讨论。基于工程尺度和实验室尺度水沙动力数学模型的研究,综述了植被影响下的流速、紊动能、拟序结构,不同波浪形态的传播特征以及悬沙浓度、地形演变等相关的研究进展。结合大量数学模型研究,提出了未来的研究趋势。 展开更多
关键词 海岸植被 生态防护 数学模型 波流动力 泥沙输运
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履齿结构对深海沉积物扰动分析 被引量：1
6
作者 胡琼 王洋洋 +1 位作者 欧雨佳 朱静妍 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1127-1134,共8页
为探究集矿车在行进过程中履带运动对深海沉积物的扰动机理,并建立适用于机械结构与沉积物作用的仿真模型,结合水槽实验和模拟分析,设定对照试验,研究机械结构运动对沉积物的扰动作用和羽状流扩散现象。实验与仿真结果表明:偏置一字形... 为探究集矿车在行进过程中履带运动对深海沉积物的扰动机理,并建立适用于机械结构与沉积物作用的仿真模型,结合水槽实验和模拟分析,设定对照试验,研究机械结构运动对沉积物的扰动作用和羽状流扩散现象。实验与仿真结果表明:偏置一字形履齿低扰动性能较好,扰动最大速度在1.5 m/s以下;扰动源的下陷深度和转速对水槽中的浊度变化有显著影响,浊度计最大和最小测量值为4 381.3 mg/L和3 073.3 mg/L,相差29.9%,峰值时间相差超过50%。搭建欧拉多相流模型,设定参数和边界条件,仿真与试验结果接近,可用于后续开展小范围内的机械扰动研究。 展开更多
关键词 深海采矿 履齿 沉积物 扰动 水槽实验 欧拉多相流模型 浊度 数值仿真
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台风期间东海内陆架跨陆架沉积物输运及其调控机制 被引量：1
7
作者 丛帅 吴晓 +4 位作者 齐富康 毕乃双 李云海 李东义 王厚杰 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期38-49,共12页
跨陆架沉积物输运不仅是陆海相互作用的重要组成,而且是陆源沉积物“源-汇”过程的关键环节。作为一种天气尺度事件性过程,台风能够对陆架海洋沉积动力过程以及跨陆架沉积物输运格局产生不可忽视的影响。然而,受限于台风期间现场观测数... 跨陆架沉积物输运不仅是陆海相互作用的重要组成,而且是陆源沉积物“源-汇”过程的关键环节。作为一种天气尺度事件性过程,台风能够对陆架海洋沉积动力过程以及跨陆架沉积物输运格局产生不可忽视的影响。然而,受限于台风期间现场观测数据的稀缺性以及卫星资料的有效性,有关台风期间跨陆架沉积物输运仍然缺乏系统的研究。本文基于高分辨率FVCOM数值模型,对2015年超强台风“灿鸿”过境期间东海内陆架的跨陆架沉积物输运过程及其调控机制进行了研究。结果显示,台风能够引起东海内陆架海洋沉积动力过程的强烈响应,并产生显著的跨陆架离岸输运现象,悬沙通量较正常天气增加了2~3个数量级。该过程主要受控于两种因素:首先,台风期间持续性的水位堆积在近岸引起正压效应,产生经向上均一的跨陆架离岸输运,这是台风对沉积物跨陆架输运的间接影响;其次,旋转风场所激发的“齿轮效应”在台风路径两侧产生顺风向沉积物输运模式,左侧表现为离岸方向,右侧为向岸方向,此为台风对沉积物跨陆架输运的直接影响。两种机制叠加后共同控制着台风期间东海内陆架沉积物的跨陆架输运过程。 展开更多
关键词 台风 沉积动力过程 跨陆架输运 数值模拟 东海内陆架
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基于VOF-DPM模型的明渠含沙数值模拟及量水方案比选 被引量：1
8
作者 唐渊 马文波 +5 位作者 温红艳 王国强 申丽霞 吴建华 张玉胜 成一雄 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第11期126-132,148,共8页
为探究含沙水流对明渠流量测量精度的影响,基于Fluent软件采用VOF-DPM模型对明渠进行数值模拟,分别模拟不同进口流速和含沙量组合条件下渠道内流量、液位及泥沙颗粒分布,并将数值模拟结果与试验结果进行对比分析,计算出各量水设施的流... 为探究含沙水流对明渠流量测量精度的影响,基于Fluent软件采用VOF-DPM模型对明渠进行数值模拟,分别模拟不同进口流速和含沙量组合条件下渠道内流量、液位及泥沙颗粒分布,并将数值模拟结果与试验结果进行对比分析,计算出各量水设施的流量误差与液位误差。结果表明:采用VOF-DPM模型可以较好地模拟含沙水流在明渠的流态,通过开展不同流量级的流量测试可知,在不同含沙量条件下,巴歇尔槽流量计误差最小(-3%~1%),超声流量计(-4%~3%)和电磁流量计(-9%~2%)量测效果均较好,雷达流量计误差较大(-20%~4%),说明非接触式流量计在高含沙量、大流量的情况下需进一步提高测量精度;超声液位、电磁液位与雷达液位误差均较大,试验中尾部巴歇尔槽壅水以及泥沙在渠道底部淤积是造成较大液位误差的原因之一。 展开更多
关键词 数值模拟 VOF-DPM模型 含沙量 测流精度
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移动热源对掘进巷道热环境参数的影响研究 被引量：2
9
作者 王孝东 张玉 +3 位作者 刘杰 贺德幸 张佳琳 程玥淞 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期88-100,共13页
以铲运机为例的移动热源在运行过程中产生的热量会传递至掘进巷道,继而影响巷内风流温、湿度的分布。在云南某矿掘进巷道进行现场实测试验,以现场实测数据为基础,建立了与实际生产设备一致的移动热源几何模型,基于组分输运模型以及自然... 以铲运机为例的移动热源在运行过程中产生的热量会传递至掘进巷道,继而影响巷内风流温、湿度的分布。在云南某矿掘进巷道进行现场实测试验,以现场实测数据为基础,建立了与实际生产设备一致的移动热源几何模型,基于组分输运模型以及自然对流传热类型下的Realizablek-ɛ湍流模型,采用重叠网格法、动网格法对移动热源影响下风流温、湿、焓的纵向、垂向及横向分布规律进行了数值模拟,并结合现场实测数据验证了模拟的准确性。研究结果表明:运行中的移动热源极大程度地影响了巷内宏观温度场的结构状态;移动热源运行周期试验中,近工作面处风流温、湿度随远离工作面而缓慢上升,距工作面12 m处测得风流温度以及相对湿度的峰值分别为32.35℃和92.46%;风流焓值符合规则性概率分布,拟合的焓值概率密度分布曲线与标准正态分布曲线间极度重合,说明移动热源运行环境内风流焓值符合正态分布特征;移动热源运行区域的中段及近壁面处出现高焓区域,峰值为89.80(kJ/kg空气);同种监测环境下,不同监测组别下的风流焓值平均值、中位数组间差值均小于2%。 展开更多
关键词 数值模拟 重叠网格 组分输运模型 风流焓值 Realizablek-ɛ湍流模型
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高桩码头区域波流耦合泥沙冲淤模拟及动力特性分析——以宁波穿山港为例
10
作者 李立杰 张一鸣 +1 位作者 李薇 胡鹏 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第6期95-107,共13页
建立了水沙床全耦合的波流耦合数学模型,以探究近海码头区域波流共同作用下动力地貌演变。根据码头区域和码头附近海域实测数据对模型进行了潮位、流速和淤积速率/含沙量验证,验证结果较吻合。分析了码头区域的水动力和泥沙输移特性,揭... 建立了水沙床全耦合的波流耦合数学模型,以探究近海码头区域波流共同作用下动力地貌演变。根据码头区域和码头附近海域实测数据对模型进行了潮位、流速和淤积速率/含沙量验证,验证结果较吻合。分析了码头区域的水动力和泥沙输移特性,揭示了常态条件下码头的群桩阻流特性及后方回淤机理,探究了极端条件下码头的冲淤演变规律。模拟结果表明:码头区域潮汐动力作用显著,在常态天气下是码头冲淤的主要控制因素,冲刷主要发生于涨潮期,淤积主要受落潮期控制;台风天气下,强波流相互作用可能导致码头区域短期内剧烈冲淤,台风期间,码头下方强烈冲刷,后方轻微冲刷,台风后,码头逐渐回淤;码头群桩显著影响码头区域的水沙动力及地形冲淤过程,群桩阻力降低潮流动力强度,码头区域淤积增强。 展开更多
关键词 地形冲淤 波流耦合 泥沙输移 数值模拟 群桩阻流特性
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黄河下游典型概化心滩绕流近壁面流场水力特性
11
作者 张春晋 任小凤 +2 位作者 张敏 丰青 赵崇旭 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期1120-1127,共8页
为了揭示黄河下游典型概化心滩绕流近壁面流场的水力特性,以下游马峪沟断面附近典型心滩作为研究对象,利用模型试验与数值模拟探究不同流量与水深条件下概化心滩绕流近壁面流场的水流流态、河床高程、水流挟沙力及床面阻力等特性,并验... 为了揭示黄河下游典型概化心滩绕流近壁面流场的水力特性,以下游马峪沟断面附近典型心滩作为研究对象,利用模型试验与数值模拟探究不同流量与水深条件下概化心滩绕流近壁面流场的水流流态、河床高程、水流挟沙力及床面阻力等特性,并验证平面二维水沙模型计算得到的流速分布与河床高程的正确性.结果表明:分流区断面受到滩头影响,流速变小,并且流速最大值出现在汊道.汇流区断面在滩尾影响下发生边界层分离,水槽中央流速达到最小,此后流速达到最大并趋于平均化;采用平面二维水沙模型计算得到的流速分布与河床高程的模拟值与试验值基本吻合,表明采用数值模拟探究心滩绕流近壁面流场水力特性是可行的.本研究将为揭示黄河下游典型冲积河段心滩形态特征调整过程的动力学机理提供理论基础. 展开更多
关键词 心滩绕流 水力特性 数值模拟 黄河下游 水沙模型
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面向输沙过程模拟的改进流向算法
12
作者 沈心怡 代文 +2 位作者 刘爱利 陶宇 赵成义 《干旱区地理》 CSCD 北大核心 2024年第8期1380-1387,共8页
流域中的输沙过程是地貌学和地表动力学的重要研究内容。前人通过流向算法和实测地形变化来推测输沙率的空间分布,但是简单地应用流向算法会造成模拟过程中出现质量不守恒的情况。因此,设计了面向输沙过程模拟的改进流向算法,判断模拟... 流域中的输沙过程是地貌学和地表动力学的重要研究内容。前人通过流向算法和实测地形变化来推测输沙率的空间分布,但是简单地应用流向算法会造成模拟过程中出现质量不守恒的情况。因此,设计了面向输沙过程模拟的改进流向算法,判断模拟过程中质量守恒情况,即输沙率是否为负值,若存在,则将负值输沙率重设,阻止负值输沙率向下游传播。对经典的D8、MFD-se、MFD-md 3种流向算法进行了改进实验。结果表明:(1)改进后的D8单流向算法相较于改进前的性能平均提升了1.26%。(2)改进后的MFD-se单流向算法相较于改进前的性能平均提升了4.17%。(3)改进后的MFD-md单流向算法相较于改进前的性能平均提升了4.54%。 展开更多
关键词 流向算法 数字高程模型 输沙率 质量守恒 地形变化
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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
13
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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河网非恒定水沙数学模型研究 被引量：16
14
作者 孙昭华 李义天 曹志芳 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期165-172,共8页
建立了能够适用于多种情况的河网非恒定流水沙数学模型。推导提出了河网泥沙方程组的分级解法,提出了适用于河网计算的汊点分沙模式,分析和对比了多种分沙模式的适用性,对河网区域中可蓄水汊点也提出了相应的处理办法。采用汉江杜家台... 建立了能够适用于多种情况的河网非恒定流水沙数学模型。推导提出了河网泥沙方程组的分级解法,提出了适用于河网计算的汊点分沙模式,分析和对比了多种分沙模式的适用性,对河网区域中可蓄水汊点也提出了相应的处理办法。采用汉江杜家台分蓄洪区的资料作了模型的验证和应用。 展开更多
关键词 河网非恒定流 水沙数学模型 汉点分沙 河网泥沙 蓄洪区
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南海北部陆坡深水区沉积物输送模式探讨 被引量：21
15
作者 袁圣强 吴时国 +1 位作者 赵宗举 徐方建 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期39-48,共10页
南海北部陆坡深水区沉积物输送模式复杂多样,研究发现主要有碎屑流、浊流、砂质碎屑流、碳酸盐岩重力流、块体搬运、河流搬运、深水水道搬运7种类型,它们共同影响着南海北部陆坡沉积物类型和储层分布。其中(砂质)碎屑流沉积、块体搬运... 南海北部陆坡深水区沉积物输送模式复杂多样,研究发现主要有碎屑流、浊流、砂质碎屑流、碳酸盐岩重力流、块体搬运、河流搬运、深水水道搬运7种类型,它们共同影响着南海北部陆坡沉积物类型和储层分布。其中(砂质)碎屑流沉积、块体搬运沉积、河流供给、深水水道砂是南海北部深水储层的主要成因,而纯粹的浊积岩在该地区发育不广泛。珠江口盆地的深水储层受到河流的供给和后期流体改造的影响,并且存在碳酸盐岩重力流沉积物薄层,证明该地区水动力条件较强;琼东南盆地深水储层分布受到了碎屑流控制和深水水道的影响,相对浅水区来看可能存在分选较好、干净的砂体储层,具有良好的勘探潜力。 展开更多
关键词 深水区 沉积物输送 模式 沉积物重力流 南海北部
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波浪作用下沙坝剖面形成过程的数值模拟 被引量：19
16
作者 张弛 郑金海 王义刚 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期104-109,共6页
建立了波浪、底部离岸流、泥沙运动和沙滩剖面演变耦合数学模型,模拟了实验室中波浪作用下沙坝剖面的形成过程,讨论了各个物理参数对剖面上的水动力和地形变化的影响。通过参数率定,较好地复演了不规则波作用下沙滩地形由均匀斜坡向沙... 建立了波浪、底部离岸流、泥沙运动和沙滩剖面演变耦合数学模型,模拟了实验室中波浪作用下沙坝剖面的形成过程,讨论了各个物理参数对剖面上的水动力和地形变化的影响。通过参数率定,较好地复演了不规则波作用下沙滩地形由均匀斜坡向沙坝剖面的演变,波高、底部离岸流、输沙率和剖面演变的计算结果与实测数据吻合良好。采用数值实验和误差分析方法,讨论了破碎波水滚倾角、泥沙扩散系数和床面休止角等物理参数对计算结果的影响。研究表明,所建立的模型能较好地描述波浪作用下沙坝剖面形成过程中的重要物理机制。 展开更多
关键词 波浪 泥沙运动 沙坝 数学模型
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正弦派生曲线弯道中水沙运动特性动床试验 被引量：20
17
作者 许栋 白玉川 谭艳 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期762-770,共9页
为了研究流量和弯曲度对弯道内水流泥沙运动特性的影响,在无黏沙质床面上进行固定边壁动床弯道模型试验,测量不同弯曲度和不同流量组合条件下弯道内的水流运动特性、地形演变和输沙强度.试验表明,水流动力轴线在相邻2个弯顶之间形成过渡... 为了研究流量和弯曲度对弯道内水流泥沙运动特性的影响,在无黏沙质床面上进行固定边壁动床弯道模型试验,测量不同弯曲度和不同流量组合条件下弯道内的水流运动特性、地形演变和输沙强度.试验表明,水流动力轴线在相邻2个弯顶之间形成过渡段,弯顶下游凸岸一侧存在局部低流速区,该区域最早出现边滩形态;流量与床面形态之间的关系是非线性的,小幅度的流量变化引起较大的床面变化;微弯河道中浅滩、深槽分布规则,当河道弯曲超过一定程度时,显著影响床面的稳定性,床面形态变得复杂;随着弯曲度的增大,河道的输沙能力有减小趋势. 展开更多
关键词 弯道 模型试验 水沙运动 地形演变 输沙强度
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长江中下游江湖水沙调控数值模拟 被引量：11
18
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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一维不恒定流泥沙数学模型研究 被引量：29
19
作者 李义天 尚全民 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 1998年第1期81-87,共7页
本文着重对求解一维不恒定流泥沙数学模型控制方程的数值解法进行了研究，结果表明，用线性化方法与非线性迭代计算对圣维南方程进行求解，二者计算结果的差异很小，但线性化方法可以节省大量的计算工作量，且可取较大的时间步长进行计... 本文着重对求解一维不恒定流泥沙数学模型控制方程的数值解法进行了研究，结果表明，用线性化方法与非线性迭代计算对圣维南方程进行求解，二者计算结果的差异很小，但线性化方法可以节省大量的计算工作量，且可取较大的时间步长进行计算。对悬移质泥沙运动方程式，相临时层之间用差分法求解，在同一时层上求其分析解，不仅可以避免含沙量计算结果的不合理现象，而且计算量也较小。用丹江口水库下游的资料对模型进行了验证，计算结果与实测资料符合良好。验证计算同时表明，用不恒定流泥沙数学模型进行河床变形计算，计算时间不会比恒定流泥沙数学模型增加很多。 展开更多
关键词 泥沙数学模型 恒定流 河床变形 悬移质泥沙 圣维南方程 实测资料 线性化方法
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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
20
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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