直接解N-S方程模拟高雷诺数过跌坎水流

首次在较粗网格下成功地由N-S方程直接数值求解了高雷诺数过跌坎水流.跌坎水流是典型的由大涡控制的紊流运动,作为一种近似可忽略小涡影响,网格尺度易满足描述大涡特征分辨率的要求,从而可在较粗网格实现直接数值求解N-S方程获得紊流流场.文中采用基于剖开算子法的欧拉-拉格朗日相结合的有限单元方法,对雷诺数Re=44000的二维跌坎水流进行了数值模拟.用16669个节点组成的三角形网格离散流场,在个人电脑上仅用150min即完成全部计算,不但给出了流场的时均特征,而且给出了它的紊动瞬时特征.数值试验表明,主要计算成果和试验甚吻合,由N-S方程直接数值求解工程中高雷诺数复杂紊流问题将成为现实.     

微囊藻垂直运动数值模拟

综合考虑光、营养盐、温度对微囊藻生长的影响,建立了太湖静止水体微囊藻垂直运动模型,分析藻类在水体生态系统复杂因素作用下的运动变化规律.通过与Kromkamp-Walsby模型比较发现,太湖静止水体微囊藻垂直运动模型模拟结果合理可靠,模型计算结果显示藻半径大的微囊藻更容易运动到水体表面,在持续大风或持续阴天后水华更易暴发.     

太湖风生环流及黏性泥沙输运的三维数值模拟

太湖水体浊度是浮游植物接受光照强度的重要影响因子,而浊度主要受到悬浮泥沙浓度的影响.综合风生流及波浪两方面的因素,采用三维风生流泥沙输运模型对太湖泥沙输运进行了数值模拟研究.将模型模拟结果与实测太湖风生环流及太湖含沙量资料进行了对比分析.验证结果表明,三维风生流泥沙模型基本反映了太湖风生环流及泥沙输运的特点,能为太湖水生态系统模拟提供技术基础.     

引江济太措施对望虞河西部污染物滞留和转移风险分析

引水调控措施是改善太湖流域区域性水环境的应急措施,多年试验研究成果证明了引水措施的有效性。由于调水工程的复杂性以及受到诸多不确定性因素的影响,引水调控措施在改善区域水环境的同时,也会对引水沿线周边区域水环境带来一定的影响,尤其是望虞河西部区域,河网水流受阻,存在武锡澄虞河网区污水滞留或向其他地方转移的风险。针对4个引排水方案,分析了引水对河网水动力条件的变化,比较了引水对望虞河西部河网地区水质影响,分析了河网河道污水滞流时间、强度及迁移长度,评价了污水滞留风险,提出了相应的应急对策。     

高斯过程回归模型在河流水温模拟中的应用

通过收集密苏里河三个站点的多年实测水温、气温数据,建立了水温-气温的高斯过程回归模型.和传统的水温回归模型(线性、非线性及随机回归模型)相比,高斯过程回归模型的精度较高,各研究站点的相关系数值均较高(0.966 4~0.989 7),均方根误差值相对较小(1.978 4~1.495 0).高斯过程回归作为一种较为先进的机器学习方法,和其他机器学习方法相比,其突出的优点在于结合了许多机器学习任务,包括模型训练、不确定性分析及超参数估计等,该方法可以有效地应用于天然河流站点水温的预测.     

三维宽浅河道水流数学模型研究

针对宽浅河道水流的特点,建立了一个基于分层积分降维数值解法的三维浅水紊流数值模型。通过对弯道水流的验证计算,其计算成果和试验值能较好地吻合。笔者等建立的数学摸型特别适合用来解决宽浅河道及河口水流问题。     

用κ-ε紊流模型计算跌坎水流数值方法探讨

采用一种欧拉-拉格朗日（Eulerian-Lagrangian）相结合的剖开算子方法,用三角形网络离散流场,由κ-ε紊流模型数值求解了二维过跌坎水流.用特征线法解对流算子,用有限元法解扩散算子和圧力波松方程.算例表明,主要计算成果和试验结果能较好吻合,该法能很好适应解强非线性对流算子的复杂紊流流场.文中还对模型的边界条件处理进行了探讨.     

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。     

引水调控对受水区周边地区水环境影响分析

考虑到引江济太工程的负面影响,分析了调水对河网排水通道长江口门区及周边河网区水环境的影响。分析结果表明,调水可以有效改善湖区及河网区域水环境,对常州段及沿江排水通道口门区水域水环境影响有限。在此基础上,提出了规避环境风险的对策和建议。