基于修正控制方程的复杂边界溃坝水流数值模拟
Numerical simulation of dam-break water flow with complex boundary based on governing equations modification作者机构：中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 四川省水利水电勘测设计研究院成都610072
出 版 物：《水力发电学报》 (Journal of Hydroelectric Engineering)
年 卷 期：2014年第33卷第5期
页 面：99-107页
核心收录：
学科分类：0710[理学-生物学] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）]
基 金：国家自然科学基金项目(51309254 51209223 51109112) "十二五"国家科技支撑计划项目(2013BAB05B01) 中国水利水电科学研究院青年科研专项(资基本科研1401) 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室开放研究基金项目(2011491911) 国家重点基础研究发展计划(973)(2013CB036406)
摘 要：建立了适应于结构网格的复杂边界浅水流动有限体积数学模型。基本控制方程采用对自由水面相对高度在水平向和垂直项进行分裂后形成的守恒性的修正二维浅水方程,在结构网格上采用中心型格式离散基本控制方程,采用能够有效捕捉激波的近似黎曼求解器HLLC计算界面通量,并使用坡度限制器重构界面两侧变量,利用MUSCL-Hancock在时间维上积分,使时空精度提升到二阶;分别采用中心差分格式和全隐式方法处理底坡项和阻力项,保证了模型稳定性。提出了局部修正底高和水位的干湿边界处理方法和基于B样条曲线的复杂边界处理方法,很好地处理了急变水流变化引起的干湿单元网格的动态交替和复杂边界处水流特性正确表达。最后通过算例证明了模型性能较好,具有推广价值。
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