本文關(guān)鍵詞：山區(qū)河流平面二維泥沙數(shù)學(xué)模型

  更多相關(guān)文章： 山區(qū)河流 推移質(zhì) 平面二維 數(shù)學(xué)模型

【摘要】：數(shù)值模擬作為河流模擬領(lǐng)域的一個重要手段,已經(jīng)在實際應(yīng)用中發(fā)揮了越 來越大的作用。傳統(tǒng)的一維模型可以給出長河段的長期變形,并已經(jīng)成功用于 水庫長期淤積計算、河道長期變形計算等。但對于復(fù)雜河道、彎道沖淤變化, 深潭和淺灘的演變、水工建筑物附近的局部沖淤等問題,一維模型顯得束手無 策,這些問題的解決在數(shù)值模擬上有賴于平面二維或三維泥沙數(shù)學(xué)模型。三維 模型計算復(fù)雜,速度較慢,二維模型的優(yōu)點就凸顯出來。傳統(tǒng)的平面二維模型 主要應(yīng)用于河口、海灣、湖泊以及下游河段等寬淺水域,而能夠用于山區(qū)河流 計算的模型并不多。本文根據(jù)山區(qū)河流的特點,對傳統(tǒng)的二維模型進行改進, 建立了山區(qū)河流平面二維推移質(zhì)數(shù)學(xué)模型。由于山區(qū)河流邊界復(fù)雜極為不規(guī)則, 本文采用了貼體坐標(biāo)網(wǎng)格剖分求解域,在邊界附近保持網(wǎng)格的正交性,又可以 控制網(wǎng)格的疏密,保持網(wǎng)格的平滑。對貼體坐標(biāo)系下的水流控制方程采用有限 差分 ADI 法離散,對離散化后的方程組用追趕法求解。該方法穩(wěn)定性好,運算 速度快,同時占用內(nèi)存少。在邊界處理上采用“凍結(jié)”法,該方法可以方便的 處理水邊線問題,同時又可以使計算連續(xù),不會帶來流量的損失。模型中還對 地形、水深等進行了平滑、概化,可以避免深潭、淺灘等急變形給模擬帶來較 大的誤差。泥沙模型中,將床面按可動層分層來計算,可以方便地計算各層泥 沙級配。根據(jù)非均勻沙的特點建立非均勻沙起動切應(yīng)力公式,將其引入二維模 型計算,使模型能夠用于非均勻沙的計算。 對岷江都江堰外江河段進行了流場和推移質(zhì)沖刷模擬計算。并與實驗資料 WP=4 四川大學(xué)碩士學(xué)位論文 山區(qū)河流平面二維泥沙數(shù)學(xué)模型 進行了對比,結(jié)果表明該模型能夠用于山區(qū)河流的計算。此外還嘗試性的采用 CFD 商業(yè)軟件 Fluent 的歐拉固液兩相流模型對萬源州河、沱江金堂河段進行了 推移質(zhì)模擬研究。與實驗結(jié)果對比分析表明兩相流模型能夠用于推移質(zhì)計算, 但在建體、邊界處理等問題上還需要進一步研究。
【關(guān)鍵詞】：山區(qū)河流 推移質(zhì) 平面二維 數(shù)學(xué)模型
【學(xué)位授予單位】：四川大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：TV149
【目錄】：

• 摘 要3-9
• 第1章 緒 論9-28
• 1.1 概述9-11
• 1.2 歷史及現(xiàn)狀11-23
• 1.2.1 一維泥沙數(shù)學(xué)模型研究綜述11-13
• 1.2.2 平面二維泥沙數(shù)學(xué)模型研究綜述13-22
• 1.2.3 三維泥沙數(shù)學(xué)模型研究簡述22-23
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容23
• 參考文獻23-28
• 第2章 二維曲線正交網(wǎng)格的生成28-38
• 2.1 概述28-30
• 2.2 貼體坐標(biāo)網(wǎng)格的生成基本原理及方法30-35
• 2.2.1 基本原理30-34
• 2.2.2 生成方法34-35
• 2.3 生成網(wǎng)格示例35-36
• 2.4 小結(jié)36
• 參考文獻36-38
• 第3章 河道平面二維流場計算38-72
• 3.1 概述38
• 3.2 二維流場計算基本原理38-42
• 3.3 控制方程數(shù)值解法及程序流程42-61
• 3.3.1 方程的離散42-54
• 3.3.2 初值及邊界條件的處理54-57
• 3.3.3 迭代計算的收斂準(zhǔn)則57
• 3.3.4 水深及地形的概化57-58
• 3.3.5 程序編制及流程58-61
• 3.4 計算實例及驗證61-70
• 3.5 小結(jié)70-71
• 參考文獻71-72
• 第4章 推移質(zhì)數(shù)學(xué)模型基本理論研究72-87
• 4.1 概述72
• 4.2 非均勻推移質(zhì)起動特性研究72-81
• 4.2.1 影響因素復(fù)雜性分析72-73
• 4.2.2 泥沙起動標(biāo)準(zhǔn)73-74
• 4.2.3 床沙條件對泥沙起動的影響74-77
• 4.2.4 非均勻沙起動切應(yīng)力公式的推導(dǎo)77-80
• 4.2.5 公式的驗證80-81
• 4.3 非均勻推移質(zhì)輸移特性研究81-84
• 4.3.1 影響因素復(fù)雜性分析81-82
• 4.3.2 推移質(zhì)輸移特點82-83
• 4.3.3 研究方法及特點83-84
• 4.4 小結(jié)84-85
• 參考文獻85-87
• 第5章 山區(qū)河流推移質(zhì)沖淤計算87-102
• 5.1 概述87
• 5.2 推移質(zhì)沖淤計算模式87-91
• 5.2.1 基本方程87-88
• 5.2.2 數(shù)值計算方法88-91
• 5.2.3 初、邊界條件91
• 5.3 程序編制及流程91-92
• 5.4 算例92-94
• 5.5 達州州河萬源段、沱江金堂段的數(shù)值模擬94-101
• 5.6 小結(jié)101
• 參考文獻101-102
• 第6章 結(jié) 論102-104
• 作者在讀期間科研成果簡介104-105
• 聲 明105-106
• 致 謝106

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 夏雪瑾;高程程;;平面二維泥沙輸移模型及其應(yīng)用[J];中國水運(下半月);2011年08期

2 嚴(yán)冰;張娜;趙洪波;;沿岸往復(fù)流海岸電廠平面二維溫排水?dāng)?shù)值模擬研究[J];水道港口;2011年04期

3 王兆印;;消能馴服泥石流[J];百科知識;2011年17期

4 華維娜;張根廣;李雪江;;南迪普電站溫排水影響數(shù)值模擬研究[J];人民長江;2011年13期

5 吳楨;姚炎明;;海岸工程影響下潮間帶泥沙沖淤變化計算[J];水運工程;2011年07期

6 董艷紅;周著;李強榮;;挑流消能沖刷時間對沖刷深度影響的試驗研究[J];水資源與水工程學(xué)報;2011年04期

7 王明才;倪培桐;張曉艷;;某濱海核電廠溫排水三維數(shù)值模擬[J];廣東水利水電;2011年06期

8 張康;王兆印;劉懷湘;余國安;;裂點發(fā)育及其對堰塞壩的穩(wěn)定性影響[J];山地學(xué)報;2011年04期

9 王世槐;何定舉;;淺析山區(qū)公路選線技術(shù)及方法[J];科技信息;2011年17期

10 劉丹丹;徐世光;黃建國;;云南程海大朗河泥石流的形成機理及其防治對策[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2011年22期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邱林;單正偉;;山區(qū)河流保護與生態(tài)修復(fù)[A];科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

2 鄧煥明;;山區(qū)河流水工程安全芻議[A];海峽西岸防抗臺風(fēng)抗洪搶險救災(zāi)論壇論文集[C];2007年

3 周在友;辜昭陽;;山區(qū)河流航道整治施工中穩(wěn)船技術(shù)的應(yīng)用[A];山區(qū)河流航道整治技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

4 陳輝;;論山區(qū)河流淺灘與平原河流淺灘的區(qū)別[A];山區(qū)河流航道整治技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

5 陳輝;;上湄公河灘王——擋石欄灘的整治經(jīng)驗淺析[A];山區(qū)河流航道整治技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

6 周在友;喬新民;;山區(qū)河流整治航道鉆機研制及應(yīng)用[A];山區(qū)河流航道整治技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

7 吳祥華;陳鳳玉;;潮流河道上建碼頭對防洪影響的有限元算法[A];第七屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨第十九屆全國水動力學(xué)研討會文集（下冊）[C];2005年

8 周杰;吳時強;吳修鋒;韓昌海;;淹沒式丁壩群河道泥沙平面二維數(shù)值模擬[A];水力學(xué)與水利信息學(xué)進展 2009[C];2009年

9 吳鵬;;淺談如何解決山區(qū)河流砂卵石淺灘整治復(fù)淤難題[A];貴州省科學(xué)技術(shù)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文集（2004年度）[C];2004年

10 陳樹林;;山區(qū)河流卵石河床引水渠首上下游整治段的設(shè)計[A];新疆水利學(xué)會獲獎?wù)撐募?989-1998）[C];1999年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;山區(qū)河流航道整治技術(shù)[N];科技日報;2005年

2 謝岳銘邋陳建萍 李玉婷;廣東省政協(xié)呼吁重視山區(qū)水利設(shè)施建設(shè)[N];人民政協(xié)報;2007年

3 記者 楊峻發(fā) 通訊員 畢相云;鄯善精研細琢做“活水”文章[N];吐魯番報(漢);2009年

4 記者　柏晶偉;亞行2億美元貸款支持湖南防洪[N];中國經(jīng)濟時報;2006年

5 伍木林　何靜濤;人的安全素養(yǎng)最關(guān)鍵[N];中國交通報;2009年

6 王穎奇邋李旺生;我國山區(qū)航道整治技術(shù)研究取得突破[N];中國交通報;2007年

7 特約記者 王取發(fā);科技為長江航道整治撐腰[N];中國交通報;2010年

8 記者 王顏梅;從南渡江東山鎮(zhèn)段引水入海口[N];海南日報;2007年

9 趙明林 鄭宗杰;西部交通科技項目惠澤西部再啟征程[N];中國交通報;2006年

10 本刊記者 謝群 劉艷飛;“高山平湖”是我追求的境界[N];中國水利報;2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曹民雄;山區(qū)河流急流灘險航道整治技術(shù)研究[D];南京水利科學(xué)研究院;2005年

2 曹振軼;長江口平面二維非均勻全沙數(shù)學(xué)模型[D];華東師范大學(xué);2002年

3 馮民權(quán);大型湖泊水庫平面及垂向二維流場與水質(zhì)數(shù)值模擬[D];西安理工大學(xué);2003年

4 余國安;河床結(jié)構(gòu)對推移質(zhì)運動及下切河流影響的試驗研究[D];清華大學(xué);2009年

5 趙萬星;長江、嘉陵江重慶主城區(qū)段的環(huán)境流體動力學(xué)模擬[D];重慶大學(xué);2005年

6 張明亮;河流水動力及水質(zhì)模型研究[D];大連理工大學(xué);2007年

7 鄭鈞;都江堰樞紐區(qū)水流泥沙運動規(guī)律研究[D];清華大學(xué);2008年

8 陳雄波;挾沙水流數(shù)值模擬中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];河海大學(xué);2004年

9 尹則高;輸水工程復(fù)雜邊界條件下二、三維水流數(shù)值模擬[D];浙江大學(xué);2005年

10 劉杰;水源型水庫富營養(yǎng)化預(yù)測與控制技術(shù)研究[D];中國海洋大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 解剛;山區(qū)河流平面二維泥沙數(shù)學(xué)模型[D];四川大學(xué);2004年

2 習(xí)倩倩;山區(qū)河流船撞橋風(fēng)險概率研究[D];重慶交通大學(xué);2011年

3 牧振偉;內(nèi)陸性金沙河流非恒定一維和平面二維水沙運動數(shù)值模擬[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2000年

4 張曉艷;平面二維瞬時流速場數(shù)字圖像測速技術(shù)研究[D];太原理工大學(xué);2005年

5 王涵;山區(qū)河流深槽卵礫石起動規(guī)律研究[D];重慶交通大學(xué);2009年

6 葉清華;組件式海岸工程數(shù)學(xué)模型集成系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[D];南京水利科學(xué)研究院;2001年

7 徐宿東;石質(zhì)汊流灘航道整治水動力數(shù)學(xué)模型計算與分析[D];河海大學(xué);2004年

8 倪晉;曲線坐標(biāo)系下浮冰兩相流數(shù)值模擬研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2007年

9 王領(lǐng)元;應(yīng)用MIKE對河流一、二維的數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2007年

10 李顯軍;河流水沙及河岸穩(wěn)定性數(shù)值模擬[D];太原理工大學(xué);2007年

，

本文編號：556883