渠网恒定流及非恒定流数学模型的研究及应用

从求解一维圣维南方程组的Preissmann 4点隐式差分格式出发, 建立了一维河网及渠网数学模型,并对计算中所涉及的一些关键技术 问题进行了较为详细的阐述。利用模型对树状渠网的恒定流及复杂的环状渠网和河网的非恒定流对模型进行验证。验证结果表明,水位和流量 过程计算值与Islam的计算值吻合较好,各渠道的流量分配计算结果精度也较高,为河网及渠网的水量调度提供了一个较为简便实用的工具,为 建立渠网及河网的综合水质生态数学模型打下基础。     

两相湍浮力分层流k-ε模型

将研究精细的两相湍浮力分层流预报模型作为目标,广泛地涉及了两相湍浮力分层流精细模拟的理论和方法．以通用的ｋ－ε湍流模型为基础,考虑了浮力对紊动的影响,建立了两相湍浮力分层流的ｋ－ε模型,对存在速度和密度分层的湍浮力流动进行了数值模拟．计算结果正确地反映了分层及紊动特征,与实测结果吻合较好     

Hartley变换在互相关分析中应用研究

在传统的Fourier变换方法的基础上,提出了基于Hartley变换的互相关分析方法,给出了Hartley变换用于互相关分析的明确表达式,并从算法复杂性(运算次数)与实际计算时间两方面与传统方法进行了分析比较,说明了Hartley变换方法在互相关分析技术中的优越性。     

曲线坐标系下考虑植被影响的k-ε-Ap固液两相双流体湍流模型

该文建立了曲线坐标系下考虑植被影响的三维k-ε-Ap固液两相双流体湍流模型,模拟弯曲渠道内布置水生植被后水流和泥沙的运动结构以及弯道内的河床变形.通过模拟试验室60°弯道内流经植被的水流流速平面结构和断面分布,验证了模型中液相模块的准确性.通过模拟60°弯道内不同植被布置情况对水流泥沙运动和床面变形的影响,验证了模型中床面变形模块的准确性.数值结果较好地再现了试验规律.计算结果表明在弯道内布置植被改变了水流流速分布,植被覆盖区域的水流流速明显降低,泥沙运动减弱;非植被覆盖区域的水流流速增大,泥沙运动加剧;合理布置植被可以减缓弯道凹岸的泥沙侵蚀;数值计算结果和试验结果之间的比较表明三维k-ε-Ap固液两相双流体湍流模型处理推移质运动的方法比三维单流体模型更加合理.     

围油栏前压力垂直结构对油水界面稳定性的影响

油水界面不稳定是围油栏失效的主要原因.该文采用油水二维湍流模型,基于PLIC-VOF(Piecewise Linear Interface Construction-Volume of Fluid)方法模拟油水界面运动,以油水密度比值、水流流速、围油栏吃水深度和油的运动黏度为参数,研究了围油栏前压力梯度的变化及其对油水界面稳定性影响的规律.研究结果表明围油栏前压力垂直结构直接决定了油水界面稳定性;临界压力梯度作为判断油水界面稳定性的标准在多数情况下都是很有效的,但是由于没有考虑运动黏度的影响,当运动黏度小于0.15cm2s-1时,不能再运用临界压力梯度标准判断油水界面稳定性.     

基于曲线坐标系下缓坡方程模拟近岸波浪及波生流

为了更好地模拟曲线边界等不规则岸线附近,波浪传播及其破碎后形成的波生流问题,该文建立了正交曲线坐标下近岸波浪和波生流耦合数值模型;即采用可综合考虑近岸区波浪反射、折射和绕射等效应的双曲型缓坡方程计算波浪场,采用近岸深度平均的二维浅水方程计算波生流场,应用辐射应力的概念,使波浪模型为流场模型提供驱动力.波浪和波流模型基于相同的正交曲线网格,应用高效的ADI有限差分格式进行数值求解.将曲线坐标系下的耦合模型应用到半圆形水槽和凹型水槽两个物理模型中,数值模拟的结果分别和解析解、实验值及已发表的数值结果做了比较.模型实验验证表明,该文建立的数值模型比较准确、有效,可以应用到防波堤和河口等具有复杂边界和复杂地形的实际海域.     

弯曲河床中底沙运动和河床变形的三维k-ε-kp两相湍流模型

建立了曲线坐标系下的三维k-ε-k_p固液两相双流体湍流模型, 模拟了弯曲河道内的底沙运动和河床变形. 计算了实验室120°弯道内水沙两相流的时均流速、泥沙运动以及床面变形, 数值结果较好地再现了实验规律. 同时, 比较了单流体模型和k-ε-k_p模型的数值结果. k-ε-k_p模型能够求解悬沙的三维速度场, 并采用零梯度边界条件获得底沙的运动信息. 计算结果表明在弯道内泥沙运动轨迹的变化比水流运动轨迹的变化平缓, 泥沙轨迹从弯道入口开始逐步偏离水体轨迹, 其偏离程度随泥沙粒径增大而增大. 通过采用底沙的运动强度和方向来求解推移质运动方程以及床面变形, k-ε-k_p模型能够比单流体模型更好地模拟弯道内的床面演变.     

辐射沙洲滩涂促淤试验效益研究

江苏岸外辐射沙洲的条子泥滩涂开发前景广阔。为了能够尽快利用这片土地后备资源,进行促淤并陆研究是非常必要的。条子泥促淤试验工程就是此研究中的重要一项,作者对条子泥促淤试验工程的方式、坝田的结构进行了分析,对不同坝田结构的促淤效果进行了比较,探讨了工程时周围环境造成的影响。     

两相端浮力分层流k—ε模型

将研究精细的两相湍浮力分层流预报模型作为目标,广泛地涉及了两相湍浮力分层流精细模拟了的理论和方法,以通用的ｋ－ε湍流模型为基础,考虑了浮力对紊动的影响,建立了两相湍浮力分层流的ｋ－ε模型,对存在速度和密度分层的湍浮力流动进行了数值模拟,计算结果正确地反映了分层及紊动特征,与实测结果吻合较好。     

滩涂促淤坝田中淤积三角形研究

在对条子泥促淤试验工程坝田内外冲淤情况一年多的观察与测量中,发现工程在1998年8月建成至10月间,坝田内形成了非常明显的淤积三角形,而在以后的观测中却没有出现,根据观测的资料,本文从潮流、地形、季节风以及淤积总趋势等方面对坝田内淤积三角形的形态特征、形成原因、发展变化及其对淤积效率的影响作了分析与研究,这对条子泥最佳淤方案的设计有重要的参考价值。