發(fā)布時(shí)間：2022-01-22 22:48

　　非恒定流水動(dòng)力特性研究對(duì)于水文預(yù)報(bào)及河道防洪工作具有重要的指導(dǎo)意義。為研究非恒流運(yùn)動(dòng)特性,本文先通過等尺寸的潰壩實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。結(jié)果表明此算法具有較高的精確度,能準(zhǔn)確捕捉到非恒定流的滯后效應(yīng)及繩套狀的水位流量關(guān)系曲線。最后運(yùn)用淺水方程SPH算法,通過算例探討了單一變量改變時(shí)外部環(huán)境因素及流體自身運(yùn)動(dòng)特性對(duì)非恒定性強(qiáng)弱程度、滯后效應(yīng)及繩套曲線的影響。計(jì)算結(jié)果表明:流體非恒定性強(qiáng)度與坡度值呈負(fù)相關(guān),與糙率值、入流流量呈正相關(guān),與漲退水時(shí)間比值呈單調(diào)遞增的冪函數(shù)關(guān)系。單一變量改變時(shí),流體非恒定性強(qiáng)弱程度對(duì)于糙率值、坡度值及入流流量較為敏感,對(duì)于渠道寬度、入流漲退水時(shí)間比值及流體波形較為不敏感。滯后效應(yīng)與非恒定性強(qiáng)弱無明顯關(guān)系,對(duì)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(duì)應(yīng)的漲退水水位差值與流體非恒定性強(qiáng)度呈正相關(guān)性。單一波形水流入流時(shí),水位流量繩套曲線與入流波形經(jīng)一定比例壓縮后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)獲得曲線相似。上述結(jié)論可為流體非恒定性強(qiáng)度的考量,水文計(jì)算提供參考,... 

【文章來源】：浙江大學(xué)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(xué)位級(jí)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(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展
        1.2.1 非恒定流運(yùn)動(dòng)特性
        1.2.2 水位流量關(guān)系曲線及滯后效應(yīng)
        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(dòng)力學(xué)
    1.3 本文主要內(nèi)容
2 明渠非恒定流理論基礎(chǔ)
    2.1 非恒定性表征及水位流量計(jì)算
    2.2 淺水方程理論基礎(chǔ)
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(shí)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(shí)驗(yàn)
        3.2.2 潰壩流數(shù)值模擬
        3.2.3 結(jié)果分析
4 淺水方程數(shù)值模型建立及驗(yàn)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(shí)間積分
    4.2 數(shù)值模型驗(yàn)證
5 非恒定流運(yùn)動(dòng)特性研究
    5.1 非恒定性強(qiáng)弱研究
        5.1.1 環(huán)境變量對(duì)非恒定性的影響
        5.1.2 流體自身特性對(duì)非恒定性的影響
        5.1.3 小結(jié)
    5.2 滯后效應(yīng)研究
        5.2.1 環(huán)境變量對(duì)滯后效應(yīng)的影響
        5.2.2 流體自身特性對(duì)滯后效應(yīng)的影響
        5.2.3 小結(jié)
    5.3 繩套曲線研究
        5.3.1 環(huán)境變量對(duì)繩套曲線的影響
        5.3.2 流體自身特性對(duì)繩套曲線的影響
        5.3.3 小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 進(jìn)一步研究及展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[9]SPH方法和MPS方法模擬潰壩問題的比較分析[J]. 張馳,張雨新,萬德成.  水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2011(06)
[10]基于非恒定流的污染物遷移擴(kuò)散隨機(jī)模擬[J]. 馮民權(quán),范世平,楊建明,鄭邦民.  自然災(zāi)害學(xué)報(bào). 2011(05)



本文編號(hào)：3603055