基于时空关联的京杭运河苏北段通行状态研究

基于船-岸时空关联特性与模糊综合评价理论,对京杭运河苏北段不同航段通行状态进行研究.以2019-2020年京杭运河苏北段数据为基础,综合时间尺度与空间尺度分析交通流单因素时间与空间特征;以交通流与航道基础设施为一级指标,结合多因素综合评判各航段的通行状态.结果 表明:京杭运河苏北段航道在空间尺度上具有明显区域相似性,从北至南通行流量逐渐增加,通行压力增大;时间尺度上以2月为突变点,夏季交通运输繁忙,其他时间呈平稳震荡分布;苏北段航道通行状态整体饱和.研究结果能够有效反映京杭运河苏北段航道时空状况,在宏观交通通行状态判别、水上交通规划和通航调运管理等方面具有实际应用价值.     

山区性河流水面线计算改进

通过改进动能修正系数和引入综合局部系数,克服了常规的水面线计算方法计算山区性河段水面线时出现的下游水头比上游水头大或糙率、局部损失系数变化较大的问题,避免了在计算山区性河流水面线时使用虚糙率在物理概念上解释困难和扣死水操作复杂等缺点.通过改进的遗传算法对糙率、局部损失系数或综合局部系数等进行优化选择,使参数选择更加合理.通过对蓬莱滩河段水面线计算并和传统的方法进行比较证明该方法对山区性河流水面线的计算是行之有效的.     

河网洪水预报径向基函数人工神经网络方法

讨论了神经网络在河网水流数值模拟中的运用现状,并基于河网水流数值计算模拟的特点,将径向基函数神经网络方法应用于复杂河网水流．模型采用混合学习算法,选用高斯核函数作为隐藏层基函数,充分发挥其表示形武筒单、径向对称、光滑性好和解析性好的优势,并采用k-均值聚类算法来确定径向基函数的参数,运用最小二乘法求解权值．建立了珠江三角洲河网的洪水预报模型,计算表明,预测结果与实测数据吻合较好,该模型具有运算速度快、简便易用且预报精度较高等特点．     

利用饱和-非饱和渗流模型计算坝体自由面渗流

建立了一种饱和-非饱和渗流模型求解坝体自由面渗流．该模型将坝体渗流场的饱和区、毛细区、壤水区表述成统一的非线性抛物型方程形式,通过计算近似间断的饱和度函数自动捕获渗流自由面(浸润面)．采用空间有限元离散、隐式时间方法求解描述饱和-非饱和渗流场非线性抛物型方程,对复杂坝体自由面渗流的求解精度高、计算方便．利用该方法对辽宁清河发电厂曹家沟灰场灰坝进行了三维数值计算,计算结果与实测及水-电比拟实验结果比较表明,计算结果是可靠的．     

内涝过程中超载节点水流结构及水头损失分析

为探究处于内涝过程超载状态节点的水流结构及水头损失，基于室内管道节点模型进行了87组不同边界条件的三维构造模型模拟，完成了室内试验与数值模拟的对比验证；采用定性定量分析、数据相关性拟合和π理论研究了孔径比(节点直径Φ_m和管道直径Φ_p的比值)、管道坡度、承压水头对节点内水流结构和水头损失的影响。研究结果表明：节点出口处的水量交互是产生水头损失的主要原因；局部水头损失系数K随孔径比的增大而增大，随超载水深、承压水头的增大而减小；通过π理论提出K=f(Re)的求解思路是可行的；两种孔径比节点的K值对坡度变化的响应不同，管道坡度的设计需要考虑节点孔径比的影响。研究成果补充了雨洪耦合模型中的节点水流结构，可为一维管网在节点处的水头损失计算提供经验数值和参考。