三维水动力学模型高精度差分格式和解法研究 被引量：4

1

作者 谢伟松 陶建华 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期590-594,共5页

采用高精度差分格式对三维水动力学问题的时均化Navier Stokes方程进行了数值模拟,进而采用广义共轭剩余法(GCR方法)求解压力泊松方程,并采用显式三级二阶Runge Kutta格式模拟了时间步进过程.傅立叶分析表明,文中所采用的三阶迎风紧致... 采用高精度差分格式对三维水动力学问题的时均化Navier Stokes方程进行了数值模拟,进而采用广义共轭剩余法(GCR方法)求解压力泊松方程,并采用显式三级二阶Runge Kutta格式模拟了时间步进过程.傅立叶分析表明,文中所采用的三阶迎风紧致差分格式具有较高的精度.数值实验进一步验证了上述数值模型的准确性和有效性. 展开更多

关键词 三维水动力学模型 高精度差分格式 时均化Navier-Stokes方程 数值模拟 广义共轭剩余法

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太湖水动力学三维数值试验研究——4.保守物质输移扩散 被引量：21

2

作者 胡维平 秦伯强 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 2002年第4期310-316,共7页

物质输移扩散规律是大型浅水湖泊水质变化机理研究的重要内容,对湖泊水环境的管理具有重要的现实意义.本文在太湖湖流三维模型研究成果的基础上,创建了太湖保守物质输移扩散三维数值模型,并用之模拟了1997年冬季1～2月太湖总磷含量的变... 物质输移扩散规律是大型浅水湖泊水质变化机理研究的重要内容,对湖泊水环境的管理具有重要的现实意义.本文在太湖湖流三维模型研究成果的基础上,创建了太湖保守物质输移扩散三维数值模型,并用之模拟了1997年冬季1～2月太湖总磷含量的变化,计算结果表明,模型计算值与观测值吻合,本文所建的保守物质输移扩散模型,可用于冬季太湖营养盐含量时空变化的计算。 展开更多

关键词 水动力学 保守物质 输移扩散 三维模型 太湖 水质

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三维水动力学方程模拟太湖风生流 被引量：10

3

作者 孙卫红 逄勇 姚琪 《水资源保护》 CAS 2003年第3期27-30,共4页

运用垂直方向分 3层、时步为 1 2 0s、水平网格距离为 1km的三维水动力模型 ,计算了 8种风向下的风生流。选取典型风向比较分析不同风向下的太湖风生流的结构特征 ,得出结论 :湖区风场决定太湖风生流流型及方向 ,且对峙方位风场形成的... 运用垂直方向分 3层、时步为 1 2 0s、水平网格距离为 1km的三维水动力模型 ,计算了 8种风向下的风生流。选取典型风向比较分析不同风向下的太湖风生流的结构特征 ,得出结论 :湖区风场决定太湖风生流流型及方向 ,且对峙方位风场形成的风生流流向几乎相反 。 展开更多

关键词 太湖 风生流 三维水动力学方程 数值模型 物质输移

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城市内涝洪水数值模拟及三维场景构建研究 被引量：1

4

作者 唐楷文 徐刚 +1 位作者 吴浩 阮全胜 《水文》 北大核心 2025年第1期45-52,共8页

为了更好地评估城市内涝洪水灾害,探讨了基于水动力学模型的城市内涝洪水模拟方法及基于GIS技术的三维场景构建技术。通过将SWMM与OpenFOAM耦合,提出了一种城市洪涝数值模拟模型,用于定量模拟洪水过程,获得了城市内涝洪水在不同时间点... 为了更好地评估城市内涝洪水灾害,探讨了基于水动力学模型的城市内涝洪水模拟方法及基于GIS技术的三维场景构建技术。通过将SWMM与OpenFOAM耦合,提出了一种城市洪涝数值模拟模型,用于定量模拟洪水过程,获得了城市内涝洪水在不同时间点的流速、水深和流量网格数据。在城市地形和建筑实景模型方面,提出了一种三维洪水场景构建方法,弥补了传统二维场景模型仅具有单一水平面高程信息的不足。以随州市张家坂桥渠排水区为研究区,分析了不同重现期暴雨情况下的城市洪涝模拟效果。结果表明,经过实测降雨验证,模型在研究区域内表现出较高的精度;同时,三维洪水场景能够准确反映城市洪涝过程的状态,可为评估城市内涝洪水灾害及城市防洪排涝能力建设提供技术支持。 展开更多

关键词 城市洪涝 水动力学模型耦合 数值模拟 三维场景构建 城市洪涝灾害评估

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苏北灌河口海域三维水动力数值模拟 被引量：4

5

作者 林伟波 魏爱泓 冒士凤 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第4期145-152,共8页

基于无结构网格海洋模型(FVCOM),建立了灌河口海域三维潮流数学模型。模型水平方向采用三角形网格,使得能够更好地拟合灌河口不规则岸线边界,垂向采用σ坐标。模型计算结果与实测结果吻合良好,较好地模拟了灌河口潮流场时空分布。水平... 基于无结构网格海洋模型(FVCOM),建立了灌河口海域三维潮流数学模型。模型水平方向采用三角形网格,使得能够更好地拟合灌河口不规则岸线边界,垂向采用σ坐标。模型计算结果与实测结果吻合良好,较好地模拟了灌河口潮流场时空分布。水平潮流以旋转流为主,流速由北到南逐渐增大,近岸余流方向都是由北向南的沿岸流。灌河口和海州湾的水动力交换主要受潮流驱动,余流漩涡形成的主要机理可能是潮波和地形及岸线的相互作用。 展开更多

关键词 河流与海岸动力学 三维水动力模型 灌河口 有限体积

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“引江济巢”工程中水动力及水质数值模拟 被引量：21

6

作者 谢兴勇 钱新 +2 位作者 钱瑜 张玉超 田丰 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1133-1137,共5页

利用三维水动力学模型(ELCOM)模拟了"引江济巢"工程对巢湖的水质影响,并利用2007年6月25～30日的现场调水试验监测成果对模拟结果进行了验证.结果表明,模拟值与实测值吻合较好,可应用于工程实施中的水动力及水质状况的模拟和... 利用三维水动力学模型(ELCOM)模拟了"引江济巢"工程对巢湖的水质影响,并利用2007年6月25～30日的现场调水试验监测成果对模拟结果进行了验证.结果表明,模拟值与实测值吻合较好,可应用于工程实施中的水动力及水质状况的模拟和预测.同时进一步分析了不同调水线路及引江调度方式对调水效果的影响,结果表明,在相同流量条件下,西线菜子湖的调水效果优于中线白荡湖.不同的引江调度方式对巢湖东、西半湖及中部湖区的改善效果也不同,可以根据改善水质的不同需求选择相应的调度方式. 展开更多

关键词 调水工程 巢湖 三维水动力学模型(elcom) 环境模拟

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中华鲟产卵栖息地的三维水力因子适宜性分析 被引量：6

7

作者 班璇 高欣 +2 位作者 Panayiotis DIPLAS 肖飞 石小涛 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期80-88,共9页

建立三维水动力学模型分析中华鲟产卵栖息地水力因子的时空分布和中华鲟产卵时的适宜水力特性,为设计最佳的生态调度方案提供科技支撑。研究结果表明,中华鲟产卵栖息地的上产卵区水深和流速的变化主要受流量影响,涡量的变化主要受地形影... 建立三维水动力学模型分析中华鲟产卵栖息地水力因子的时空分布和中华鲟产卵时的适宜水力特性,为设计最佳的生态调度方案提供科技支撑。研究结果表明,中华鲟产卵栖息地的上产卵区水深和流速的变化主要受流量影响,涡量的变化主要受地形影响;中华鲟产卵前需要高流量脉冲刺激产卵。坝下与隔流堤之间流速和涡量值的大小与波动远大于其他区域,均值为2.4 m/s和11 m2/s。产卵栖息地水体表层、中层和底层的流速和水平涡量分布格局相似,均是在上产卵区值较大,空间分布多样性高。水体中层垂向涡量的值远大于底层和表层。产卵栖息地水体表层、中层和底层水力分布特征为中华鲟繁殖提供了有利的水力条件,体现出中华鲟对产卵栖息地不同功能区的自主选择性。 展开更多

关键词 中华鲟产卵栖息地 水力因子 三维水动力学模型 适宜性 涡量

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长江口九段沙下段冲淤演变水动力机制分析 被引量：8

8

作者 徐福敏 严以新 茅丽华 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期166-171,共6页

概述了长江口深水航道整治一期工程及工程对九段沙下段地形冲淤的影响。根据已建立的σ坐标系下三维非线性水流数学模型 ,用新测水文资料对模型进行验证。利用所建立的模型 ,结合由现场测量得到一期工程前后九段沙下段近期地形演变 ,数... 概述了长江口深水航道整治一期工程及工程对九段沙下段地形冲淤的影响。根据已建立的σ坐标系下三维非线性水流数学模型 ,用新测水文资料对模型进行验证。利用所建立的模型 ,结合由现场测量得到一期工程前后九段沙下段近期地形演变 ,数值模拟了北槽区域流通量、底层欧拉余流和北槽中下段平面水流特征 。 展开更多

关键词 九段沙 长江口 三维非线性 水流 数学模型 流通量 水动力学 冲淤

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南水北调中线工程三维展示系统建设初探 被引量：4

9

作者 刘媛媛 刘舒 +1 位作者 王琦 刘业森 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2009年第6期126-129,共4页

利用三维GIS技术,建立了南水北调中线工程沿线的三维场景,并在三维场景中真实的展现了沿线的地形、地貌、河流、水系、水利工程等。在三维展示系统中,可进行地理信息、工程信息的查询。在三维场景的基础上,与水动力学计算模型连接,将计... 利用三维GIS技术,建立了南水北调中线工程沿线的三维场景,并在三维场景中真实的展现了沿线的地形、地貌、河流、水系、水利工程等。在三维展示系统中,可进行地理信息、工程信息的查询。在三维场景的基础上,与水动力学计算模型连接,将计算模型结果展示在三维场景中,同时把计算过程中的闸门调度情况和水位流量变化情况进行了动态跟踪式的展示。为南水北调中线工程的管理和研究提供了三维平台。 展开更多

关键词 南水北调中线 三维场景 三维模型 水动力学模型结果

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湖泊藻类动态模型数据同化模式的改进 被引量：8

10

作者 李港 陈诚 +3 位作者 何欣霞 何梦男 邓跃 陈求稳 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期156-165,共10页

以太湖为研究区域,采用2014—2016年的水环境生态监测数据,率定了三维水生态动力学模型(3DHED),模拟了太湖蓝藻生物量的时空变化;通过融入遥感数据建立了基于集合卡尔曼滤波(EnKF)的蓝藻生物量预测数据同化(DA)模式,同时提出了一种改进... 以太湖为研究区域,采用2014—2016年的水环境生态监测数据,率定了三维水生态动力学模型(3DHED),模拟了太湖蓝藻生物量的时空变化;通过融入遥感数据建立了基于集合卡尔曼滤波(EnKF)的蓝藻生物量预测数据同化(DA)模式,同时提出了一种改进数据同化(mDA)的策略,降低了遥感数据不确定性的影响,显著提升了模型模拟精度。结果表明:相比3DHED蓝藻生物量的模拟结果,DA模拟结果的均方根误差均值降低了10.4%,IOA均值增加了48.8%;mDA在DA基础上对蓝藻生物量的模拟精度进一步提升,其均方根误差均值为1.16 mg/L,在DA基础上降低了8.6%,IOA均值为0.71,在DA基础上增加了10.9%,并有效提升了对蓝藻生物量峰值的捕捉能力,表明提出的mDA方法能有效减小原DA模式中遥感观测数据误差的影响,提升水华模拟精度。 展开更多

关键词 太湖 蓝藻 三维水生态动力学模型 集合卡尔曼滤波 数据同化

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ELCIRC源程序代码分析 被引量：2

11

作者 杨飞 杨文俊 杨森 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2013年第5期97-102,共6页

开放源程序代码ELCIRC是采用基于水平向无结构网格、垂向z坐标体系和半隐格式的欧拉-拉格朗日有限体积/有限差分方法来解浅水方程。研究了ELCIRC中除控制方程组求解以外的部分,分析了源程序在插值计算、拓扑结构、定解条件、分层信息和... 开放源程序代码ELCIRC是采用基于水平向无结构网格、垂向z坐标体系和半隐格式的欧拉-拉格朗日有限体积/有限差分方法来解浅水方程。研究了ELCIRC中除控制方程组求解以外的部分,分析了源程序在插值计算、拓扑结构、定解条件、分层信息和干湿法等技术上的具体操作,尤其是对欧拉拉格朗日模型特有的逆向追踪算法做了详细阐述。同时讨论了一些细节问题,在不恰当的地方给出一些参考和建议,避免小数做分母、相近数相减引起的较大误差。然而,这些经过实际应用的算法原理,可以为我们开发水动力学模型提供有价值的参考。 展开更多

关键词 ELCIRC 逆向追踪 源代码 三维水动力学模型 算法

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