南河大桥修建对河道防洪影响的数值模拟

采穴河上修建桥梁必然会对河道水位和流态产生影响,为了分析南河大桥对采穴河的防洪影响情况,建立了正交曲线坐标下平面二维水流数学模型,并应用该模型对采穴河修建南河大桥前后的水流情况进行了模拟预测。模型计算结果表明,桥梁修建后对工程附近河段水位和流速影响均较小,基本上不会对采穴河防洪产生不利影响。     

基于VOF模型的台阶式溢洪道的数值模拟

为了研究台阶式溢洪道在不同体型下的水流流态、流速分布和消能率等水力特性,采用RNG的湍流模型和VOF方法模拟台阶式溢洪道的水流流动,对不同体型的台阶式溢洪道进行了数值模拟计算。结果表明:模型1与模型2水流流态为跌落水流,对台阶的冲击和冲刷较大,模型4水流流态平稳,为滑行水流流态。4种模型消力池出池流速基本一致均较小,即消能效果较好,计算流速最大值小于15 m/s,45级台阶的消能率达最高。数值计算结果与物理模型试验相吻合,验证了该方法的可行性与实用性。     

苏州河环境综合整治一期工程水质模型分析

先用WASP模型软件开发了苏州河水质模型,使用数据来自1999年苏州河第3次调水试验的同步监测资料、全市污染源调查资料,以及其他有关资料.应用此模型,对苏州河环境综合整治一期工程中有关工程和方案进行了模拟计算,根据计算结果,对一期工程进行了调整.通过苏州河一期工程的实施,苏州河干流在2000年底基本消除了黑臭现象,干流水质主要指标年均值基本达到国家景观水标准,河道生态系统逐步改善.     

重力坝下游宽尾墩联合消能工三维数值模拟

宽尾墩消力池在水利枢纽工程中已经得到广泛的应用,而中高水头宽尾墩消力池内部流场较为复杂,运用物理模型试验结合数值模拟旨在实现水利工程中消能工体型优化的目的。针对物理模型试验难以得到的详细的各项水力学指标,采用RNGk-ε双方程紊流模型和VOF方法对宽尾墩消力池联合消能工的泄洪流场进行三维数值模拟,获得了泄洪流态、流速、水面线、坝面、闸墩和消力池底板压强的分布规律。数值模拟计算和物理模型试验数据的对比分析研究,两者吻合较好,表面数值模拟分析方法能满足工程需求。     

大通至长江口整体水动力模型

为更好研究长江大通以下河段的水动力特性,建立了大通至长江口感潮河段的二维水动力数学模型,模拟了径流和潮汐共同作用下的河道水位与流量、河汊分流比及长江口水域的流态.在整体水动力模型的基础上,采用嵌套技术建立了镇扬河段工程区局部数学模型,整体模型为局部模型提供边界条件,局部模型采用精细网格进行工程计算.以高资港区码头工程为例,对工程建设前、后不同水文条件下水位、流场变化进行了数值模拟.计算结果表明,工程建设对河段的水利规划、堤防和行洪安全、河势不会带来明显不利的影响.     

机动车加油管注油过程的Workbench Fluent仿真

随着环保要求的日益严格,机动车加油过程所产生的油气排放污染控制越来越严格.针对此问题,选择一体化软件Workbench对简化后的油管模型进行网格划分,再使用VOF多相流模型和RNG k-?模型对油管的注油过程进行模拟计算.设置好边界条件以及求解条件,建立仿真模型,对不同内径加油管在不同加油速度下的注油过程进行两相流模拟计算,讨论其对液封形成的影响.结果表明,加油速度越大,加油管径越小,自液封越容易形成,但是速度大、管径小容易导致反喷.     

单双正挑丁坝平面二维回流数值模拟与验证分析

以平面二维水深平均浅水方程为基本依据,引入k-ε湍流模型.对非淹没状态下的单双正挑丁坝分别进行回流数值模拟,单丁坝模型计算分析结果与Nawachukwu的单丁坝实验吻合良好,能够准确模拟发生冲刷位置及范围,说明模型的可靠性;双丁坝模拟计算分析得出在合理间距下双丁坝较单丁坝的水流流态更平缓.因此本文建立的数学模型具有较高精度,能够用于实际河道的丁坝流场研究.     

嘉陵江取水口项目通航影响数值模拟研究

随着国民经济发展与基础设施的不断完善,在通航河道修建的取水项目工程日益增多,这些在通航河段的工程项目均会不可避免地对航道、通航条件产生一定影响。为了科学合理地制定项目实施方案,以嘉陵江某取水口项目为例,通过建立二维数模与分析实测资料,统计分析拟建工程前后附近水域流速、水位等方面的变化,论证拟建项目对于嘉陵江航道通航的影响。结果表明,拟建工程对工程河段过水面积影响较小,且埋于河床下,其结构阻水作用有限,河道流态、主流带位置改变较小;另外,考虑到该河段的河道组成及川江河床演变特点,可以预测该工程建成后,对工程河段附近泥沙冲淤变形、河床形态等无甚影响,亦不会对工程河段的河床演变规律及河势造成影响。     

基于CATIA建模的导流工程三维数值模拟研究

提出了包括实际工程地形的施工导流工程三维数值模拟的方法.基于CATIA模型设计软件建立了苏丹上阿特巴拉水利枢纽儒米拉大坝分期导流三维模型,实现了实际工程地形与建筑物实体的融合,真实地反映了实际工程的空间布置情况.将模型导入计算水动力学软件Flow-3D中,采用紊流双方程中的RNG模型,用Tru VOF方法进行自由表面的追踪,在1,000,m~3/s、5,380,m~3/s流量下,对溢洪道内部水流流速、流态、水面线、底板压力进行了数值模拟.经过对比分析,证明了模拟结果与试验值吻合较好,从而验证了模型的可靠性.在取得水力学参数的基础上,考虑建筑物附近的河床冲刷,探讨了围堰附近覆盖层冲刷的数值模拟方法.该研究为解决复杂水利工程的三维建模问题及相关数值模拟提供了新的方法,具有一定的参考价值和良好的应用前景.     

淮河入海水道淮安地涵枢纽河道水流数值计算

利用平面二维水流数学模型,对淮河入海水道淮安地涵构纽下游河道连接段水流进行了计算研究,计算结果表明,设计方案存在下可道流态复杂及高流速区范围较大等问题,为此比较了三个修改方案,在综合比较水流流态及工程投资的基础上,确定了地涵下游河道连接段推荐方案。推荐方案对于改善下游河道出口至清安河之间的高流速区仍无法有效地改善,需对该区域采取保护措施。     

干支流汇合处的二维河床变形数值模拟

为了做好汇流处的河道规划，定量地预测出汇流处的河床变形情况是很重要的．本文建立了一个既能处理干支流汇流，又能考虑泥沙粒度分布以及流线曲率的二维河床变形数学模型，并通过两个算例对汇流处的河床变形以及粒径分选情况进行了讨论．在算例1中，干支流的泥沙粒度分布被设定为相同，在算例2中，支流的泥沙被设定为比干流的细小，其平均粒径为干流的一半．计算结果表明，汇流处的冲淤情况两计算例子基本相同，受支流河床泥沙组成的影响不大，但汇流处的河床平均粒径，却深受支流来沙的影响，两算例差异较大．当支流泥沙细小时，受其直接流入影响，汇流处左岸未呈现出冲刷与河床粗化的对应关系．     

沿河路基冲刷的综合防护效果

为了研究山区公路沿河湾凹岸路基冲刷采用丁坝和护坦配合使用的综合防护效果,通过室内水工模型试验,模拟丁坝群和护坦配合使用对凹岸路基的冲刷防护;根据试验结果对防护效果进行对比分析,并结合试验工程进行了验证。结果表明:当单独使用丁坝或护坦不能达到满意的防护效果时,可以采用丁坝与护坦合理配合的防护形式,使防护效果和经济性更好;当护坦宽度较小时,潜坝坝长可大于护坦宽度,且从上游坝开始,各坝的坝顶高程应逐个降低,直至与护坦顶面高程相等;当护坦宽度较大时,单独采用护坦防护已经能够达到防护要求。     

关于河道一维非恒定流水温预测模型的研究

作者在全面地分析影响河道水温变化各种因素的基础上，根据大渡河流域实测资料所推荐的有关计算纵向离散系数的经验公式．确定了一种适宜于河道一维非恒定流水温的预测模型．作者运用此模型预测了水库下泄低温水、火电厂温排水对下游水环境的影响及其应用价值，其结果可为制定水库生态用水调度方案和流域开发的环境影响评价提供科学依据．     

护岸工程对河道行洪的影响研究

用数学模型模拟计算了广西藤县城区防洪护岸工程所在浔法河段的水面线和流速分布,分析该护岸工程对浔江河段行洪的影响范围、程度及河床演变趋势。     

长江口整治工程对河口潮流的影响

采用沿水深积分的平面二维非定常流数学模型对长江口整治工程进行流场数值模拟,讨论了整治工程实施后不同的典型水文条件（平水年、洪水年、大潮汛）下沿江水位、流速、各叉道流量的变化。结果表明,工程后南支上段的徐六泾深槽落潮流速加大,长江流流稳定北偏进入白茆沙北水道;南支下段沿南岸一线的落潮速均有增加;长导堤固定了浏河沙,从根本上防止新浏河沙体的整体南压;南北港的分流比变化不大;北槽在工程后除局部区域外,全     

乌东德-白鹤滩枢纽间河段通航流态的三维数值模拟

采用数值模拟方法,对金沙江乌东德、白鹤滩枢纽建成后,乌东德-白鹤滩河段的通航问题进行了初步研究.基于ELCIRC模型,采用非结构网格,选取不同的下泄流量和水位控制条件,进行了水库联合调度条件下航道水流条件的三维数值模拟.分析了满足航深的条件下两坝间河段可能出现的局部碍航流态.计算结果表明,当乌东德水电站下泄流量为10,059,m3/s时,两坝间的航深基本能够满足四级航道标准;当下泄流量为1,830,m3/s和6,178,m3/s时,局部可能出现碍航流态,如金沙江与小江的汇流口处水流将呈现立轴环流.研究结果可为乌东德、白鹤滩枢纽的联合调度提供参考依据.     

航道整治丁坝对城区中小河流鱼类栖息地的影响研究

用于航道整治的丁坝在发挥束水攻沙整治作用的同时,因其改变了河流流场、流速、水深、底质分布而造成水生生物栖息地变化。为探讨该种丁坝能否对栖息地有改善作用,基于河道内流量增量法(IFIM),以岷江支流锦江穿过成都华阳镇河段为研究对象,采用River 2D进行了鱼类栖息地的模拟。结果表明:不同丁坝及其组合方案下,鱼类栖息地加权可利用面积(WUA)均大于天然状况,即修建丁坝对改善城市河流水生生物栖息环境有利;同时从模拟成果中进一步分析得到在保证通航条件下WUA最大时所需要的生态流量及最佳丁坝布置方案。     

松花江洪水对嫩江顶托特性的数值模拟研究

为研究松花江洪水对嫩江的顶托规律,基于二维非结构化网格水动力模型MIKE21-FM进行了不同来流量级、不同汇流比条件下嫩江和二松交汇区水流运动数值模拟。突出分析了典型区域水位和水面比降的变化特性,探讨了嫩江受二松顶托的几个主要因素。结果表明,嫩江大赉站水位随嫩江来流量增加而增加,随汇流比增加而减小。嫩江水面比降随汇流比增加而增加。来流量、汇流比、河道坡降和距离等因素均会对顶托作用产生影响。今后应重点关注该区域洪季大流量且汇流比较小情况下的水情预报及防洪调度工作。     

库区交汇河段水动力特性试验

以辽宁大凌河白石水库库区交汇河段为研究对象,通过模型试验,研究不同因素影响下其水动力特性的变化。结果表明:库区交汇流河段水深沿程增加,过流面积沿程加大,交汇口以上干支流流速沿程增加,而交汇口以下流速呈现沿程减小的显著特征;在入汇口下游的支流同侧必然存在回流区,随着汇流比的增加,回流区范围增大;坝前水位升高时,交汇区内流速绝对值减小,沿程变化率减小,主流线弯曲程度加大,回流区范围增大。     

榆林李家梁水库砂坝渗流安全及成因分析

榆林市李家梁水库砂坝自工程蓄水以来存在严重的渗漏安全隐患,为保障工程安全运行,通过水库历史资料数据分析和二维有限元渗流场计算,对该水库砂坝渗流安全及成因进行了深入的分析。结果表明:目前条件下大坝坝体防渗系统虽然满足运行要求,但左岸地下水位高,绕渗情况较严重。大坝左坝肩及坝基多个深度范围内存在中砂夹层以及水坠砂坝施工充填过程中导致坝体颗粒分布不均是造成坝后渗漏的主要原因。根据有限元渗流场计算结果,获得不同部位最大渗透坡降,各计算工况下排水渠底部渗透坡降在0.189～0.241,大于坝基土允许渗透坡降0.125,在库水位升高后,将使下游挟砂渗漏加剧,导致坝体破坏。因此,大坝除险加固需根据计算结果延长渗径,降低下游渗透坡降,保障大坝安全运行。