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河道二维水沙数学模型及流场动态显示初探 被引量:2
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作者 董壮 陆永军 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2003年第2期32-38,共7页
作者简述了正交贴体坐标系下河道二维水沙数学模型的基本方程、边界条件、动边界技术及数值计算方法 ,应用北江下游水流及河床变形资料对模型进行了验证 ;采用VisualBasic 5 0进行了流场动态显示的初步探讨。此外 。
关键词 河道二维水沙数学模型 正交贴体坐标系 边界条件 数值计算 悬移质 推移质 动态显示
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长江中游急弯段二维水沙数学模型及应用
2
作者 刘鑫 夏军强 +1 位作者 邓珊珊 周美蓉 《湖泊科学》 北大核心 2025年第3期1011-1023,共13页
深入研究急弯段水沙输移及河床变形的数值模拟方法,能为长江中游河段河势预测提供技术支撑,具有重要意义。本文在基于单元中心格式有限体积法的二维水沙数学模型基础上,考虑整治工程和二次流的影响,构建了适用于急弯段的二维水沙数学模... 深入研究急弯段水沙输移及河床变形的数值模拟方法,能为长江中游河段河势预测提供技术支撑,具有重要意义。本文在基于单元中心格式有限体积法的二维水沙数学模型基础上,考虑整治工程和二次流的影响,构建了适用于急弯段的二维水沙数学模型。将改进后的模型应用于长江中游监利—城陵矶河段。本研究主要结论如下:(i)考虑整治工程影响时对计算河段中有工程的区域进行节点代码标记,计算过程中有整治工程且前期模拟未形成可冲层的区域不发生冲刷,考虑二次流修正时计算了扩散应力项,用于反映二次流对垂线平均流速横向分布的影响;(ⅱ)采用2014年和2018年监利—城陵矶河段的实测水沙及地形资料对模型进行率定及验证,计算结果表明:广兴洲站水位过程的纳什效率系数在0.97以上,且急弯段典型断面水深、垂线平均流速及含沙量横向分布的计算值与实测值符合较好,故改进后的模型可以较准确地模拟急弯段水沙输移过程;(ⅲ)下荆江急弯段弯顶上游的主流线偏靠凸岸,在弯顶下游才向凹岸摆动,比已有研究报道的急弯段的主流摆动过程更滞后,且观音洲弯道凹岸弯顶上游和凸岸弯顶下游均存在回流区。七弓岭和观音洲弯道含沙量均呈现凸岸高于凹岸的特点,且河床总体呈现凸冲凹淤的特点。 展开更多
关键词 水沙模型 整治工程 次流 急弯段 长江中游
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长江中游瓦口子至马家咀河段二维水沙数学模型 被引量:19
3
作者 陆永军 王兆印 +1 位作者 左利钦 朱立俊 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期227-234,共8页
针对长江中游瓦口子至马家咀河段(弯曲分汊河段)的水沙运动特点,给出了二维水沙数学模型尤其是推移质不平衡输沙计算的模式,主要包括推移质不平衡输沙方程、床沙级配方程、河床变形方程;对模型中的几个关键问题提出了处理方法,如非均匀... 针对长江中游瓦口子至马家咀河段(弯曲分汊河段)的水沙运动特点,给出了二维水沙数学模型尤其是推移质不平衡输沙计算的模式,主要包括推移质不平衡输沙方程、床沙级配方程、河床变形方程;对模型中的几个关键问题提出了处理方法,如非均匀沙起动及输移规律、床面混合层厚度等。利用大量的水流及河床变形资料,率定了模型的一些参数,进行了水面线、流速分布及河床变形的详细验证。在此基础上,根据设计部门提供的进出口水沙边界条件,预测了三峡工程蓄水初期该河段的冲淤过程与分布及航道条件的变化。 展开更多
关键词 长江中游 弯曲 分汊 水沙 数学模型
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河道洪水演进的二维水流数学模型 被引量:21
4
作者 李大鸣 陈虹 李世森 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1998年第4期439-446,共8页
提出了河道洪水演进二维水流数学模型的计算模拟方法.考虑了上、下游洪水边界的控制条件及糙率随河道流量变化的调整,并与采用不同尺度流、波分离方法得到的一维洪水波演进的理论解进行了比较,以永定河上游芦沟桥至金门闸河段为例,... 提出了河道洪水演进二维水流数学模型的计算模拟方法.考虑了上、下游洪水边界的控制条件及糙率随河道流量变化的调整,并与采用不同尺度流、波分离方法得到的一维洪水波演进的理论解进行了比较,以永定河上游芦沟桥至金门闸河段为例,进行了计算验证,结果吻合良好. 展开更多
关键词 洪水演进 数学模型 水流 河道 水文预报
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河流型水库垂向二维水沙数学模型 被引量:7
5
作者 吴挺峰 罗潋葱 +3 位作者 崔广柏 秦伯强 虞左明 姚志明 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期215-221,共7页
在垂向二维水动力模型的基础上,叠加了泥沙模型,建立了垂向二维泥沙模型,该模型的主要特点是水动力模型采用斜压模式,可以模拟由于水库水温度分布时空变化对其水动力结构及泥沙沉降速度的影响;泥沙模型采用分步法求解,简化了计算;独立... 在垂向二维水动力模型的基础上,叠加了泥沙模型,建立了垂向二维泥沙模型,该模型的主要特点是水动力模型采用斜压模式,可以模拟由于水库水温度分布时空变化对其水动力结构及泥沙沉降速度的影响;泥沙模型采用分步法求解,简化了计算;独立求解粘性泥沙及非粘性泥沙的沉降速度及水土界面交换通量;运用经验公式估算泥沙及水动力模型参数,弥补了资料不足的缺点。最后运用实测资料对所建泥沙模型进行了有效性验证,结果表明:悬沙模拟值与实测值相对误差较小,时空分布特征相似;同时,模型能较为准确反映由于水库出入流引起的库首与库尾水温及泥沙分布特征。 展开更多
关键词 河流型水库 垂向模型 粘性沙 水沙数学模型
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干湿边界的斜对角笛卡尔方法在平面二维水沙数学模型中的应用 被引量:13
6
作者 刘斌 方红卫 段杰辉 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2006年第2期37-45,共9页
复杂边界,尤其是发生干湿变化的动边界,一直是二维水沙数学模型计算的难点,也是控制计算收敛和精度的关键。本文主要介绍在二维浅水方程和泥沙数学模型中采用斜对角笛卡尔方法结合干湿边界点的变化来处理复杂边界问题,并将这一方法应用... 复杂边界,尤其是发生干湿变化的动边界,一直是二维水沙数学模型计算的难点,也是控制计算收敛和精度的关键。本文主要介绍在二维浅水方程和泥沙数学模型中采用斜对角笛卡尔方法结合干湿边界点的变化来处理复杂边界问题,并将这一方法应用到北京首都国际机场扩建工程跑道高程设计和华能丹东电厂海水蓄水库泥沙淤积的模型计算中。计算表明,该方法拟合精细、处理简单、计算高效,与实测结果吻合较好。 展开更多
关键词 干湿边界 斜对角笛卡尔方法 水沙数学模型
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考虑河道整治工程影响的一维水沙数学模型及其应用 被引量:4
7
作者 周美蓉 夏军强 +1 位作者 邓珊珊 李志威 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期571-580,共10页
在冲积河流上,各类河道整治工程的实施一定程度上会影响河床的演变过程.本文通过改进现有的一维水沙数学模型,重点研究护岸及护滩(底)这类限制河床进一步冲刷的整治工程对水沙输移及河床冲淤变形的影响.首先对固定断面的各节点采用特定... 在冲积河流上,各类河道整治工程的实施一定程度上会影响河床的演变过程.本文通过改进现有的一维水沙数学模型,重点研究护岸及护滩(底)这类限制河床进一步冲刷的整治工程对水沙输移及河床冲淤变形的影响.首先对固定断面的各节点采用特定的代码进行标记,以此区分河漫滩、有或无整治工程的主槽区域.然后对悬沙输移及河床冲淤变形模块进行改进:当断面发生淤积时,其形态调整不受整治工程的影响,淤积量将在整个断面上进行分配;当发生冲刷时,断面形态调整仅发生在未实施工程的位置或者受工程限制但形成了一定厚度淤积层的区域;在实施了整治工程且无法提供沙源的区域,河床冲刷则不会发生.最后长江中游荆江段2016年的模拟结果表明:考虑整治工程情况时,改进模型计算的河道冲刷量偏小且与实测值更为接近;河槽断面形态与实测结果也更为吻合. 展开更多
关键词 河道整治工程 水沙数学模型 悬沙输移 河床冲淤 长江中游 荆江河段
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基于GIS的黄河下游二维水沙数学模型水沙构件设计 被引量:3
8
作者 朱庆平 芮孝芳 +2 位作者 杨明 韩巧兰 王艳平 《人民黄河》 CAS 北大核心 2005年第3期44-46,共3页
基于无结构网格的FVM方法离散微分方程,采用Osher及LSS格式计算对流通量,通过高斯积分求扩散项中控制体形心处的梯度矢量,预测、校正二步格式求解方程组,保证了水流计算格式的解具有良好的物理基础,符合解的特征构造,具有守恒性、逆风... 基于无结构网格的FVM方法离散微分方程,采用Osher及LSS格式计算对流通量,通过高斯积分求扩散项中控制体形心处的梯度矢量,预测、校正二步格式求解方程组,保证了水流计算格式的解具有良好的物理基础,符合解的特征构造,具有守恒性、逆风性、单调保持性。利用实测资料对非均匀沙沉速、分组沙挟沙力、紊动黏滞性系数计算公式等进行了适应性分析,综合确定了适应于高含沙水流的计算模式和方法。 展开更多
关键词 无结构网格 有限体积法 Osher格式 高斯积分 分组挟沙力 GIS 水沙数学模型 黄河下游
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基于GIS的黄河下游二维水沙数学模型测试与率定 被引量:3
9
作者 朱庆平 芮孝芳 +2 位作者 王艳平 韩巧兰 杨明 《人民黄河》 CAS 北大核心 2005年第3期51-53,共3页
为检验黄河下游基于GIS的二维水沙数学模型的水流、泥沙构件对各种流态、任意几何形状及水下河道地形等复杂情况的适应性,利用缓流、急流、缓急流相互转化、复式渠道及点源加沙等典型案例对模型构件进行了测试,并采用2004年黄河调水调... 为检验黄河下游基于GIS的二维水沙数学模型的水流、泥沙构件对各种流态、任意几何形状及水下河道地形等复杂情况的适应性,利用缓流、急流、缓急流相互转化、复式渠道及点源加沙等典型案例对模型构件进行了测试,并采用2004年黄河调水调沙试验资料对模型进行了初步率定。测试与率定结果表明:黄河下游基于GIS的二维水沙数学模型的水流、泥沙构件设计合理,数值方法正确,在各种流态、复杂地形等条件下具有通用性和较高的精度。虽模型的水流、泥沙构件能基本反映水流泥沙运动规律,但尚需通过更多的实测资料进行率定验证,以进一步提高模型的精度。 展开更多
关键词 水流泥沙 流场 测试 构件 数学模型 黄河下游
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天然河道水沙平面二维数学模型研究 被引量:1
10
作者 李永强 陈红中 石守亮 《华北水利水电学院学报》 1999年第1期10-13,共4页
针对天然河道中常出现水位随流量变化并导致流动区域发生变化的这种现象,利用ADI(AlternatingDirectionImplicitMethod)法,融入迎风有限差分格式离散基本方程,利用迭代法求解差分方程组,并... 针对天然河道中常出现水位随流量变化并导致流动区域发生变化的这种现象,利用ADI(AlternatingDirectionImplicitMethod)法,融入迎风有限差分格式离散基本方程,利用迭代法求解差分方程组,并采用大清河实测水文资料,对模型进行了验证.证明了该模型能成功地求解出天然河道平面流场的形态以及河道的冲淤状况. 展开更多
关键词 水沙 数学模型 迭代 ADI 河道 平面形状
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库区平面二维水沙数学模型的研究与应用 被引量:2
11
作者 马菲 韩其为 +1 位作者 李大鸣 关建伟 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2011年第7期35-39,共5页
本文建立了库区平面二维水沙数学模型,应用有限体积法思想,增强了模型的适应性和灵活性。利用该模型对庙宫水库库区内的水流和泥沙冲淤进行分析研究,结果表明,模型能较好地模拟水库的河道水流泥沙运动及河床变形情况,将其应用于庙宫水... 本文建立了库区平面二维水沙数学模型,应用有限体积法思想,增强了模型的适应性和灵活性。利用该模型对庙宫水库库区内的水流和泥沙冲淤进行分析研究,结果表明,模型能较好地模拟水库的河道水流泥沙运动及河床变形情况,将其应用于庙宫水库蓄水排沙预报的模拟计算中,通过综合对比,提出了水库现状泄流条件下最优清淤方案。 展开更多
关键词 平面水流泥沙数学模型 冲淤演变 庙宫水库
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分汊河道平面二维水流数学模型的研制及应用 被引量:2
12
作者 余新明 王驰 +1 位作者 邓小华 张细兵 《石河子大学学报(自然科学版)》 CAS 2004年第3期221-224,共4页
采用有限元方法建立起一种适合于分汊河道模拟的平面二维水流数学模型,并以南京八卦洲汊道段为例,进行了水面线、断面流速分布和分流比的验证计算,验证结果与实际符合较好,从而证明了模型的可靠性。
关键词 分汉河道 有限元 数学模型
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长江藕池口水道平面二维水沙数学模型研究 被引量:3
13
作者 李明 刘林 郑力 《人民长江》 北大核心 2011年第15期63-65,91,共4页
针对三峡水库蓄水以后,藕池口水道滩槽格局稳定性下降,航道条件持续恶化的情况,开展了水道演变相关研究工作。模拟并预测了这一典型弯曲分汊河段在新水沙条件下的演变趋势。研究结果表明,三峡水库蓄水以后,该水道倒口窑心滩从生成到并... 针对三峡水库蓄水以后,藕池口水道滩槽格局稳定性下降,航道条件持续恶化的情况,开展了水道演变相关研究工作。模拟并预测了这一典型弯曲分汊河段在新水沙条件下的演变趋势。研究结果表明,三峡水库蓄水以后,该水道倒口窑心滩从生成到并岸的周期性演变规律并未发生本质性变化,且该区域可能在倒口窑心滩并岸之后发育新的心滩;航宽有不断变窄的趋势,建议及早展开系统治理,以保证该航道稳定的通航条件。 展开更多
关键词 河道演变 航道条件 平面数学模型 三峡工程
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平面二维河道水流泥沙数学模型 被引量:1
14
作者 王金瑞 卢玫君 尹华伟 《华北水利水电学院学报》 1999年第2期5-8,17,共5页
引入通度概念处理河道不规则边界,用ADI算法求解沿水深平均方程,破开算子法解悬移质不平衡输沙方程及河床变形方程,建立了平面二维河道水流泥沙数学模型,并通过物理模型试验对数学模型进行检验。
关键词 平面河道 水流泥沙 数学模型 河床变形
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二维水流数学模型在多分汊河道鱼类栖息地设计中的应用 被引量:7
15
作者 杨彦龙 程开宇 +1 位作者 施家月 盛晟 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2022年第8期65-70,85,共7页
多分汊河道汇合或分流口水流流态复杂,常常存在河口滩及深槽,复杂多样的水文水力条件为鱼类提供了良好的进食及休憩场所。针对多分汊河道边界复杂的特点,建立了基于一般曲线坐标系下的平面二维水流数学模型。将所建立的数学模型应用于... 多分汊河道汇合或分流口水流流态复杂,常常存在河口滩及深槽,复杂多样的水文水力条件为鱼类提供了良好的进食及休憩场所。针对多分汊河道边界复杂的特点,建立了基于一般曲线坐标系下的平面二维水流数学模型。将所建立的数学模型应用于大渡河乐山段安谷水电站左岸生态河网建设和鱼类栖息地设计,对工程投运前后河段的水深、流速、流场、分流比进行模拟和对比分析,设置生态工程措施,使得鱼类产卵场河段水流特性仍满足鱼类栖息地要求。从安谷水电站运行效果看,设计的生态措施对河道鱼类栖息改善取得了较好的实践效果。 展开更多
关键词 多分汊河道 鱼类栖息地 曲线坐标系 平面数学模型 水流运动规律
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一二维水沙数学模型在长江的研究与应用 被引量:3
16
作者 董炳江 许全喜 袁晶 《水文》 CSCD 北大核心 2011年第S1期92-95,共4页
水沙数学模型是研究河段水动力情况、河势变化预测预报以及工程泥沙问题的一个强有力的手段,长江委水文局利用水动力学、河流泥沙动力学、河床演变等基本方程,研究开发了以纵向泥沙冲淤为主要研究对象的一维水沙数学模型,和以平面或横... 水沙数学模型是研究河段水动力情况、河势变化预测预报以及工程泥沙问题的一个强有力的手段,长江委水文局利用水动力学、河流泥沙动力学、河床演变等基本方程,研究开发了以纵向泥沙冲淤为主要研究对象的一维水沙数学模型,和以平面或横断面泥沙冲淤为主要研究对象的平面二维水沙数学模型,并将模型应用于诸多涉水工程及相关泥沙问题研究工作中,取得了良好的效果。 展开更多
关键词 水沙数学模型 泥沙冲淤
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二维水流数学模型在河道桥梁阻水计算中的应用 被引量:9
17
作者 崔玉炎 杨芳 陈文龙 《中国农村水利水电》 北大核心 2007年第7期97-98,101,共3页
为研究河道桥梁阻水问题,运用二维水流数学模型及其求解方法,建立了河道平面二维潮流数学模型并进行求解。经对3座已建桥梁阻水的计算表明,模型计算精度经验证能满足应用要求。最后,应用该模型进行了某拟建桥梁工程对河道的壅水、流场... 为研究河道桥梁阻水问题,运用二维水流数学模型及其求解方法,建立了河道平面二维潮流数学模型并进行求解。经对3座已建桥梁阻水的计算表明,模型计算精度经验证能满足应用要求。最后,应用该模型进行了某拟建桥梁工程对河道的壅水、流场变化模拟计算,为桥梁阻水影响提供了较为准确的评价。 展开更多
关键词 水流 桥梁阻水 潮流数学模型
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二维水沙数学模型及其在汉江入汇河段的应用 被引量:2
18
作者 张革联 徐剑秋 +1 位作者 梅军亚 张潮 《人民长江》 北大核心 2006年第12期108-111,共4页
运用有限分析法的基本思想,自主开发了适用于汉江入汇段的平面二维数学模型。该模型采用了曲线四边形9点等参单元法,任意剖分计算区域,构造出形函数,并实行坐标变换,在划分网格技术中使用了适体河流边界将计算区域任意划分成多个曲线四... 运用有限分析法的基本思想,自主开发了适用于汉江入汇段的平面二维数学模型。该模型采用了曲线四边形9点等参单元法,任意剖分计算区域,构造出形函数,并实行坐标变换,在划分网格技术中使用了适体河流边界将计算区域任意划分成多个曲线四边形的有限单元技术,在模型前后期处理技术如计算网格的任意划分技术,地形高程的插值技术上进行了改进,吸取了有限元法对河道不规则岸线有较好适应性的优点,发挥了有限差分方法成熟的数值方法技术。运用该模型对长江与汉江交汇处3组不同来流的情况下的流场进行了计算和分析验证,效果较好。 展开更多
关键词 数学模型 适体网格 形状函数 边界条件 流场图 模型验证 汉江入汇河段
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泥石流的二维数学模型 被引量:17
19
作者 王纯祥 白世伟 +1 位作者 江崎哲郎 三谷泰浩 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1237-1241,共5页
泥石流是在重力作用下,由砂粒石块和水等组成的固液混合物,是一种发生于山区的复杂的地质灾害现象。泥石流主要是由暴雨诱发引起的,它沿着复杂的三维地形高速流动,具有流体流动的特性。为了模拟泥石流的运动规律,预测降雨诱发的泥石流... 泥石流是在重力作用下,由砂粒石块和水等组成的固液混合物,是一种发生于山区的复杂的地质灾害现象。泥石流主要是由暴雨诱发引起的,它沿着复杂的三维地形高速流动,具有流体流动的特性。为了模拟泥石流的运动规律,预测降雨诱发的泥石流的到达距离和泛滥范围,减少和避免泥石流引起的灾害,把泥石和雨水组成的固液混合物假定为遵循均匀、连续、不可压缩的、非定常的牛顿流体运动规律。基于质量守恒方程和Naiver-stokes方程,采用深度积分方法,推导出了一个模拟泥石流运动的二维数学模型。所有方程式可用有限差分法来求解。结合GIS,该模型可用于预测泥石流的流动距离和泛滥范围,以及泛滥范围内的危险房屋和路段,也可以用于泥石流灾害的风险性分析。 展开更多
关键词 泥石流 数学模型 牛顿流体 深度积分
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海岸河口二维潮流可视化数学模型 被引量:13
20
作者 李孟国 蔡东明 +1 位作者 张征 李蓓 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期57-65,共9页
经过多年的不间断的研究,逐步改进和完善了在海岸河口非常适用的、基于不规则三角形网格显式差分法的二维潮流数学模型,研制了潮流场可视化成品实用软件,将二者结合起来即构成了二维潮流可视化数学模型。可视化数学模型不仅使数学模... 经过多年的不间断的研究,逐步改进和完善了在海岸河口非常适用的、基于不规则三角形网格显式差分法的二维潮流数学模型,研制了潮流场可视化成品实用软件,将二者结合起来即构成了二维潮流可视化数学模型。可视化数学模型不仅使数学模型可视化、直观化,而且加快了数学模型的调试速度.方便了各种工程方案的比选,从而使用数学模型解决实际工程问题的效率大为提高。 展开更多
关键词 海岸河口 可视化 数学模型 潮流 差分数值法
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