传统泥沙扩散方程的误差分析

基于封闭的两相流颗粒相动理学模型，分析了传统泥沙扩散方程的概念性误差，结合Einstein＆Chein(1955)试验资料对误差作了定量分析。由于不能反映惯性力、升力、泥沙应力梯度等影响，传统泥沙扩散方程仅适用于含细颗粒的低浓度流动；在固液密度比、径深比、沙粒雷诺数和水流能坡较大的流动中，传统泥沙扩散方程的预测结果可能存在较大误差。基于动理学模型的扩散方程能很好描述泥沙的垂向扩散特征，显示了在不同挟沙水流条件下的适用性。     

荆江-洞庭湖水沙数学模型研究现状

荆江-洞庭湖关系研究是长江中游防洪调度决策的重要内容,亦是荆江干流河道整治和洞庭湖区综合治理关系密切的现实课题.荆江-洞庭湖水沙数学模型足研究上述课题的重要技术手段.本文系统地介绍了荆江-洞庭湖水沙数学模型的研究现状,指出由于江湖关系的复杂性,阻碍了水沙数学模型的发展.在综合已有研究成果的基础上,本文就今后的荆江-洞庭湖水沙数学研究工作提出了建议.     

波状泥石流运动特性分析

基于波状泥石流运动的基本方程，即浅水波方程，本文中分析了运动速度与形状保持不变的波状泥石流波面形态，并与蒋家沟实测４阵波状泥石流波形在运动过程中变化的波状泥石流，作者在明槽中进行了模拟试验，并用特征线方法做了相应计算，试验测量结果包括固定点泥位变化，不同时间泥石流波峰位置及波状泥石流最终停积形态；计算结果包括波状泥石流的运动过程，从开始运动、中间任一时刻波状泥石流的位置及波形，到最终停积波面形态整     

不均匀高浓度颗粒流动的极限浓度研究

本文从不均匀高浓度颗粒流动的几何特性出发，应用随机分析方法导出了极限浓度的计算公式；针对天然条件下缺乏细颗粒级配资料的情况，应用统计推断的方法估计了细颗粒级配的均值，为极限浓度的计算提供了依据，所有的理论结果都应用到黄河悬沙和蒋家沟泥石流的计算中，所得计算结果与实测资料符合较好。     

水利科技前沿问题

2012年06月27日,省水利厅举行王光谦院士报告会暨党组中心组学习扩大会议。会议邀请全国政协常委、中国科学院院士、清华大学教授王光谦同志做了《水利科技前沿问题》专题报告。王光谦院士就国外水利科技前沿—基于物联网的水利信息化、我国水利科技前沿—清华大学水利科技发展战略研讨、河南水利科技发展建议三个部分作了报告。     

泥沙颗粒生长生物膜后沉降的实验研究Ⅱ：沉降速度计算

泥沙生长生物膜后相应的物理特性会发生改变。本文主要探讨泥沙颗粒在微生物生命活动的影响下沉降特性的改变情况。将官厅水库的泥沙分为6组,使用天然水和营养液的混合液对泥沙进行培养,用来模拟富营养水体中泥沙颗粒特性的发展变化情况。对于生长生物膜后的絮体颗粒在各个不同培养时间的沉降运动,实验采用先进的图像采集观测系统进行拍摄采样,并利用图像分析测量颗粒大小和沉速的变化,推导了生长生物膜后的颗粒沉速计算公式。研究表明生物膜极大地改变了颗粒的表面特性,使得颗粒下沉阻力增大,与同等大小无生物膜黏连的泥沙颗粒相比沉速明显减小。     

黏性泥沙絮凝-沉降-再悬浮运动过程数学模型研究

黏性泥沙运动特性是河流海洋泥沙动力学研究热点之一。为研究紊动水体中黏性泥沙运动过程及其机理,以絮凝动力学方程为基础,通过设置不同粒径级别的泥沙絮团再悬浮量为下边界条件来反映黏性泥沙絮团的再悬浮,建立了黏性泥沙絮凝-沉降-再悬浮动态过程数学模型。模型验证结果表明,新建模型可用于描述黏性泥沙絮凝-沉降-再悬浮运动过程,且具有一定的精度。最后以泥沙絮团体积分布为指标,探讨了强紊动水体中絮凝、沉降和紊动扩散在这一动态过程中的作用。研究结果表明,强紊动水体中,上层区域泥沙絮团分布的决定因素是沉降和紊动扩散;中部区域是絮凝;下层区域是絮凝和紊动扩散。     

数值切割单元法在河流数值模型中的应用前景展望

天然地表水边界复杂,且处于不断的冲淤变化中。数值切割单元法可任意追踪拟合复杂动边界,且网格生成简单,在计算流体中具有重要的研究和应用价值。本文对数值切割单元法常用的直接插值法、虚源反射法和直接源项法的基本原理、适用条件及关键难点解决方面等进行了系统总结。结合地表水流的动力特性,给出数值切割法在复杂边界地表水模拟中的具体应用方法,提出在二维模拟中,可直接采用基于有限体积法的直接插值法进行数值切割,而在三维模拟中,联合采用sigma-网格及直接源项法可同时实现模型的准确性及高效性。最后,通过对比目前数值切割法在其它领域典型算例,提出数值切割单元法在崩岸、河工建筑和植物绕流模拟、高精度紊流模拟等地表水模型难题方面的应用前景。     

青岛大沽河流域防洪决策支持系统

将水文学与水力学相关模型结合起来,采用VB语言和MapX控件,开发了集数据采集、属性查询及结果显示等功能于一体的大沽河流域防洪决策支持系统。具体的技术路线是:用分布式概念性水文模型模拟流域内支流汇入水库和河道的流量,用一维水力学模型模拟洪水传播过程中河道内水位、流量的变化,用二维水力学模型模拟堤坝漫溢处的淹没范围。该系统的应用对青岛大沽河区域的防汛工作起到了积极作用。