非恒定流水動力特性研究對于水文預報及河道防洪工作具有重要的指導意義。為研究非恒流運動特性,本文先通過等尺寸的潰壩實驗與SPH立面二維數(shù)值模型研究了非恒定流傳播特性。然后編輯優(yōu)化了開邊界條件下的二維淺水方程SPH算法,并與前人所做水槽實驗進行對比驗證。結果表明此算法具有較高的精確度,能準確捕捉到非恒定流的滯后效應及繩套狀的水位流量關系曲線。最后運用淺水方程SPH算法,通過算例探討了單一變量改變時外部環(huán)境因素及流體自身運動特性對非恒定性強弱程度、滯后效應及繩套曲線的影響。計算結果表明:流體非恒定性強度與坡度值呈負相關,與糙率值、入流流量呈正相關,與漲退水時間比值呈單調遞增的冪函數(shù)關系。單一變量改變時,流體非恒定性強弱程度對于糙率值、坡度值及入流流量較為敏感,對于渠道寬度、入流漲退水時間比值及流體波形較為不敏感。滯后效應與非恒定性強弱無明顯關系,對于入流流體波形的變化敏感度較大。繩套曲線中相同截面過流流量對應的漲退水水位差值與流體非恒定性強度呈正相關性。單一波形水流入流時,水位流量繩套曲線與入流波形經(jīng)一定比例壓縮后順時針旋轉獲得曲線相似。上述結論可為流體非恒定性強度的考量,水文計算提供參考,... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究方法及意義
    1.2 國內外相關研究進展
        1.2.1 非恒定流運動特性
        1.2.2 水位流量關系曲線及滯后效應
        1.2.3 數(shù)值模型及淺水方程算法
        1.2.4 光滑粒子流體動力學
    1.3 本文主要內容
2 明渠非恒定流理論基礎
    2.1 非恒定性表征及水位流量計算
    2.2 淺水方程理論基礎
3 SPH數(shù)值算法
    3.1 SPH算法原理
        3.1.1 核函數(shù)
        3.1.2 粒子近似
        3.1.3 光滑長度
        3.1.4 邊界處理
        3.1.5 人工粘性
        3.1.6 時間積分
        3.1.7 粒子的相互作用
    3.2 基于SPH的非恒定流傳播特性研究
        3.2.1 潰壩流實驗
        3.2.2 潰壩流數(shù)值模擬
        3.2.3 結果分析
4 淺水方程數(shù)值模型建立及驗證
    4.1 淺水方程模型建立
        4.1.1 核函數(shù)
        4.1.2 密度公式及光滑長度
        4.1.3 邊界處理
        4.1.4 時間積分
    4.2 數(shù)值模型驗證
5 非恒定流運動特性研究
    5.1 非恒定性強弱研究
        5.1.1 環(huán)境變量對非恒定性的影響
        5.1.2 流體自身特性對非恒定性的影響
        5.1.3 小結
    5.2 滯后效應研究
        5.2.1 環(huán)境變量對滯后效應的影響
        5.2.2 流體自身特性對滯后效應的影響
        5.2.3 小結
    5.3 繩套曲線研究
        5.3.1 環(huán)境變量對繩套曲線的影響
        5.3.2 流體自身特性對繩套曲線的影響
        5.3.3 小結
6 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 進一步研究及展望
參考文獻
作者簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3603055