河道演变三维数值模拟计算网格的选择和生成研究

该文提出了由自适应三维网格和固定矩形网格组合的“双网格”方法来模拟非均匀边界条件控制下河道演变的思路。自适应三维网格在平面和立面上分别采用正交网格和σ网格。实现了能够根据自由水面、河岸和床面地形变化作出实时调整的三维自适网格的生成。为了记忆河道演变可能涉及的外围区域的地形、地质和泥沙级配等信息，采用固定不变的矩形网格来存储相关数据。两套网格之间的数据插值转化采用双线性插值方法。“双网格”方法和相应的算法为非均匀边界条件控制下河道演变的数值模拟提供了保证。最后给出了网格生成和应用的3个实例。     

波浪作用下污染物的混合和离散

本文建立了基于Sigma坐标的对流扩散数学模型，提出了通过数值模拟结果计算波浪场中纵向离散系数的方法，并通过数值模拟对波浪作用下污染物的混合和离散进行了研究。文中研究了水质点垂向振动和波浪参数对混合过程和纵向离散系数的影响；非各向同性扩散系数对纵向离散系数的影响；以及扩散系数的垂向分布对纵向离散系数的影响。研究结果表明，水质点的垂向速度对纵向离散系数有显著影响；若按波浪场中常用的湍流模型确定湍动扩散系数的分布规律，扩散系数的垂向分布对纵向离散系数的影响并不明显。     

矩形明渠三维紊流的数值模拟

在明渠三维流动中，紊流产生的二次流起关键作用，它对主流流场分布，壁面应力及污染物的扩散有很大影响，有时还影响床面的稳定，Ｋ－ε紊流模型及类似的双方程模型不能计算这种二次流动。本文将非线性Ｋ－ε紊流模型用于明渠三维紊流的计算，模型用张量形式推出，比代数应力模型更易推广到复杂边界流动，应用这一模型及另两种代数应力模型对矩形明渠流动进行计算，所得结果，尤其是表述紊流特征的量，与实测资料进行了详细比较，并     

模拟非线性水波的一种有限元方法

由于自由水面由复杂的非线性方程组控制和开边界条件难以确定这两个问题的存在,使得数值模拟非线性水波非常困难。 本文提出一种模拟非线性水波的有限元方法。假设水波运动为有势流动,对二维问题进行了计算。 采用一种类似于隐式欧拉公式的迭代方法计自由水面位置η与自由水面上势函数Φ随时间变化;在计算域内用有限元法解Laplace方程。为能保证自由水面上势函数一阶导数(流速)的连续性,采用Lagrange型八节点形函数为坐标变换函数,Hermite型三次形函数为速度势插值函数。 对开边界问题,本文提出了一种近似求解方法,此方法不同于以往在固定的时空步长上进行计算的作法,而是根据特征线法思想计算开边界处波的传播过程,从而解决了开边界条件中波速C难以确定的问题。 为了验证上述方法,对几种典型的水波问题(含开边界与不含开边界)进行了计算,计算结果基本合理。     

复式断面明渠三维紊流的数值模拟

本文采用非线性ｋ－ε紊流模型和Ｎａｏｔ－Ｒｏｄｉ代数应力模型（Ｎ－Ｒ模型）模拟复式断面明渠三维紊流。非线性ｋ－ε模型用张量形式推出，适用于边界形状复杂的流动，而Ｎ－Ｒ模型采用一种补充关系式反映计算点与界面距离对雷诺应力的影响，能较好地反映界面的作用。对一个复式断面明渠实例进行计算，给出了流速场（包括主流、二次流），壁面剪切力和雷诺应力分布，并与实验结果进行详细比较，还研究了浅滩粗糙壁面时的流动，除     

基于声学多普勒流速仪的地形测量试验

分析了常用地形测量仪器的特点,在介绍Vectrino 结构及原理的基础上,采用第二代声学多普勒流速仪(Vectrino+)进行槽底光滑、槽底沙浆抹面、浑水淤积以及不同斜坡等典型工况下的水下地形测量试验。试验结果表明,只要保证水中具有足够的粒子数和信噪比,Vectrino+可以很好地被应用于水下地形的测量之中,为水下地形的测量提供了一种新的思路。