平原河网水动力模型及求解方法探讨

参考国内外有关资料 ,根据河网非恒定流水动力模型的控制方程组和汊点衔接条件 ,建立平原河网水动力节点 河道模型。介绍用特征线法 ,有限体积法和有限差分法中的直接解法、分级解法、汊点分组解法、矩阵标识法、非线性方法等求解的基本思路。对比单元划分模型、混合模型以及人工神经网络模型等平原河网水动力模型 ,分析各个模型的优缺点 ,结果表明 ,节点 河道模型原则上可以求解任何水网的水力参数 ,单元划分模型仅适用于河道流速时空变化不大的情况 ,人工神经网络模型的验证比较困难。指出改进和设计计算方法、应用向量运算和并行算法、数值模拟可视化、数值计算模型软件化是河网数值模拟的主要发展方向     

基于有限体积法的河网水动力并行计算模型

针对具有干河床、急缓流态交替的河网水动力模拟,采用MUSCL-Hancock有限体积格式离散Saint-Venant方程组,运用汊点水位预测-校正法处理河网汊点连接条件,建立了断面与河道完全数值解耦的复杂河网水动力模型。运用OpenMP和OpenACC编程模式分别实现了CPU,GPU并行计算。采用经典算例对模型计算精度进行了验证,采用珠三角河网实际算例对不同并行计算方式的加速效果进行了分析。算例研究表明,该模型具有良好的稳定性和计算效率,可适用于陡坡河道水动力模拟,具有较好的推广应用价值。     

柱型旋流器内油-水两相流的流场特征和分离性能

柱型旋流器采用切向入口的方式产生稳定的旋流场,实现两相的分离,具有占地面积小和分离效率高等优点.该文采用数值模拟的方法对旋流器内油-水两相流动时的流场特征进行系统的分析,并采用原油对旋流器的分离性能进行实验验证,研究结果可直接应用于石油工业中的原油-水两相分离.数值模拟中将研究得到的混合液表观黏度计算模型嵌入到CFD软...     

基于JPWSPC水动力模型的优化引水量计算分析

为提高水系河网水动力模拟的稳定性和计算效率,采用了汊点水位预测校正法(JPWSPC)处理缓流河网汊点和结构物连接处的回水效应,综合工程因素,建立了工程实例的河网一维水动力模型,计算分析了不同引水(分水)方案下河道水位过程和水力停留时间的变化。结果表明:在蓄水建筑物调蓄条件下,不同引水流量对河道水面面积和景观效果区别不大,河道的水力停留时间则与过流流量密切相关。通过优化调整引水量及河道分流比的模拟计算,为保证水资源高效利用、降低引水经济成本提供技术依据。     

用控制体法进行河道洪水数值模拟

本文用控制体法从质量守恒和动量守恒原理出发导出计算河道洪水的基本方程式,为适应复杂的边界形状和河床地形,文中对非正交不规则形网格的应用和技巧作了论述。文中建议了一种非完全的稳格,以太子河某河段为算例和显格式计算结果作了对比。文中还论述了河道中有桥涵,道路,套堤等建筑物时的方法,对水位涨落过程中滩地出露的动边界计算问题的了论述。     

基于混和遗传算法的水资源与污染控制系统综合规划

水资源与水污染控制系统的综合规划是使水污染的综合治理、水资源的分配以及系统的总费用达到最优的多目标优化过程,是进行水污染控制与防治以及水资源分配的必要手段,也是整个环境污染防治的最重要组成部分之一。引入多目标优化的混和遗传算法(HGAs)对该系统进行计算,可以实现有效地优化控制。     

水电站管道水击计算的自适应网格法

中首次将自适应网络方法应用于水电站管道水击计算中，通过与水击的特征线法计算结果相比较，其结果更加真实合理，研究表明，这种新的研究方法对整个模拟区域间断的捕捉具有良好的适应性，提高了数值计算的精度。     

水面波动问题频域三阶解的一个实例(之二):三阶波形和水动力的求解

针对定深水域中一块直立推板简谐运动引起水面二维波动的问题,在论文[1]已给出速度势三阶解表达式的基础上,本文进一步求取波形和推板所受水动力的三阶解.通过与二阶解及完全非线性解的比较,分析了三阶解在非线性解中的地位和作用.     

基于数值法和解析法的矿坑涌水量预测对比分析

在矿山开采过程中会存在矿坑涌水,为了使矿坑涌水得到合理的利用与疏排以及防止突水事件发生,需要对矿坑涌水量进行预测。以安徽省涡北煤矿为例,使用数值法与解析法分别预测其开采中产生的涌水量,并对两种方法预测结果进行分析比较。对数值法的应用是根据矿区水文地质条件,利用Modflow软件对矿区地下水进行模拟计算;解析法则主要依据地下水动力学的研究,使用解析公式计算矿坑涌水量。结果表明,两种方法都是合理的,这两种方法的结合增加了矿坑涌水量预测的可靠程度,可相互佐证。     

垂直桩柱正向波流力的计算及水动力系数C_D、C_M分析方法的探讨

文中首先综述了目前常用的水动力系数C_D,C_M的分析方法,并通过大量实验结果的分析对比得出,只要按本文所定义的KC数相同,则无论是纯波场,还是波流共存场,不管是规则波情况下还是不规则波情况下,都应具有相近的C_D、C_M值。文中还通过计算值与实验结果的对比,验证了本文所述波流共存场中不规则波情况下桩柱波流力计算方法是切实可行的。     

两种软基沉降预测方法的应用及对比分析

运用沉降预测方法中的双曲线法、指数曲线法对堆载预压处理的某道路软土地基进行沉降预测,并研究了初始时间起点、采用数据时间长短、时间间隔对2种方法推算精度的影响。研究表明初始时间起点对双曲线法的推算精度影响较大,对指数曲线法的推算精度影响较小;采用数据时间的长短对2种方法的影响精度都很大,采用较长时间的沉降资料,能提高推算精度;时间间隔对2种方法的影响都较小。     

献县泛区洪水演进数学模型研究

为研究献县泛区的洪水演进情况,以一二维非恒定流方程为控制方程,运用有限体积法进行离散,结合献县泛区地形资料及滹沱河流域的水文资料,建立了一二维耦合的洪水演进数学模型。采用滹沱河现状行洪能力下的实测水位对模型进行验证,结果基本吻合。在10、20、50 a重现期洪水来水情况下进行模拟计算,得到了不同口门相应的启用时间以及河道主要断面的水位过程图;比较了在不同洪水情况下,河道主要位置的堤高与相应洪水高水位以及泛区水位达到最大值的时间。 结果表明:随着重现期的不断变大,河道主要位置的水位都有明显升高,而且在20 a以上重现期下姚庄下游的河道水位逐渐高于河堤,出现漫堤情况。研究成果可为下一步防洪决策提供依据。     

水利水电工程造价中单价法预测的探讨

水利水电工程建设是我国经济基础建设之一,水利水电工程大多数技术复杂、规模大,工期长、投资巨大,有着极强的综合性和系统性。当前预测水利工程造价仍沿用了传统的单价法,虽然也做了一定的改进及完善,但是仍然存在一些问题,预测得出的结果经常与实际不符或者存在偏差。本文根据某水利水电工程实例,重点论述了当前单价法预测中的一些问题及改进措施,旨在为相关工程提供参考借鉴。