本文考慮彎道環(huán)流輸沙效應,在泥沙運動基本方程中增加了反映環(huán)流橫向輸沙附加項,對平面二維水沙數學模型的懸移質、推移質輸沙方程和河床變形過程進行了擴展。借助土力學中關于邊坡穩(wěn)定性理論中的圓弧滑動法,并引入多杈樹搜索方法,建立了適用于平面二維數學模型的河岸崩塌變形計算方法。經擴展后的平面二維水沙數學模型能模擬環(huán)流橫向輸沙及由其引起的河床沖淤和河岸變形,并應用該模型模擬了彎道發(fā)生、發(fā)展過程,計算結果與已有的認識是一致的。 

【文章來源】：水利學報. 2004,(07)北大核心EI

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

彎曲水流的局部坐標

圖1所示為水流流線發(fā)生彎曲時的局部坐標系,n=(nx,ny)為流線的法線方向(指向凹岸為正);s=(-ny,nx)為流線的切線方向。根據河流動力學及泥沙運動學的基本知識,水流彎曲處將產生橫向輸沙[1~4]。在垂直于流線的某一斷面上,對于懸移質來說,橫向輸沙是由水流彎曲處環(huán)流結構和懸移質泥沙垂線分布自身的特點共同作用而形成的,可用圖2來說明。首先,當水流彎曲時,橫向環(huán)流表層水流由凸岸一側指向凹岸一側,而底層水流則相反(圖2a);其次,懸移質泥沙濃度在垂線分布上上小下大—15—

形式為位于渠道進口的單個彎道,其曲線由方程(17)確定。y=Acos2πL(x+x0)(17)計算中取A=50m,L=500m,x0=250m,河道的初始平面形態(tài)如圖3(a)所示。計算域為2600m×1000m,渠道斷面為梯形,上、下底寬分別為120m、80m,高為2m。計算中網格尺度為10m×10m,計算在由2臺Pentumn 4,1·5GHz主頻的PC搭建的個人計算機集群上完成,操作系統(tǒng)為FreeBSD,并行通訊軟件為MPICH。在本例中,計算區(qū)域分解為大小相等的兩個區(qū)域并行計算。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]無結構網格上二維淺水流動的數值模擬[J]. 胡四一,譚維炎.  水科學進展. 1995(01)
[2]黃河水流挾沙力的計算公式[J]. 張紅武,張清.  人民黃河. 1992(11)



本文編號：3428725