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物理-数值复合模型在模拟多股水舌进入复杂河道的流场中的应用

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水利学报 2006年第4期37卷 471-479页

作者：李天翔廖华胜杨永全四川大学高速水力学国家重点实验室四川成都610065

结合溪洛渡工程下游河道消能防冲物理模型试验,将物理模型试验与数值模型相结合,建立复合模型,并应用该模型对多股水舌进入复杂天然河道后的流场结构进行模拟,计算结果表明多股水舌进入下游复杂河道的流场结构受河道复杂几何形状影响较... 详细信息

结合溪洛渡工程下游河道消能防冲物理模型试验,将物理模型试验与数值模型相结合,建立复合模型,并应用该模型对多股水舌进入复杂天然河道后的流场结构进行模拟,计算结果表明多股水舌进入下游复杂河道的流场结构受河道复杂几何形状影响较大,河道复杂的几何形状对水舌两侧或上下游侧回流区和两岸侧螺旋流的对称性影响较大,螺旋流输运长度较常规水垫塘情况的短;根据计算得到的流场,对下游河道冲刷特性进行了预测与分析。计算中三维的自由面模拟直接采用物理模型实测结果进行。复合模型模拟的结果和实验结果吻合良好,表明在实际的工程问题研究中,该方法能够有效地解决单纯依靠物理模型不易解决的复杂地形条件和复杂入流边界条件的三维复杂问题。

关键词：溪洛渡复合模型紊流模型冲刷特性多股水舌

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含污染物的环流非充分发展弯道湍流数值模拟

水动力学研究与进展（A辑） 1995年第5期10卷 479-485页

作者：许唯临廖华胜杨永全四川联合大学高速水力学国家重点实验室

本文建立了可模拟弯道中含污染物湍流的三维部份抛物型代数应力模型，以４５°弯道为例，针对左右两岸分别泄放污染物的环流非充分发展弯道流进行了计算，对所得的水流结构及污染物浓度分布进行了分析，结果充分反映出环流非充分发展弯... 详细信息

本文建立了可模拟弯道中含污染物湍流的三维部份抛物型代数应力模型，以４５°弯道为例，针对左右两岸分别泄放污染物的环流非充分发展弯道流进行了计算，对所得的水流结构及污染物浓度分布进行了分析，结果充分反映出环流非充分发展弯道流中水流结构及污染浓度分布的特点。

关键词：水动力学弯道污染物湍流数值模拟

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浅水垫消力池的大涡模拟研究

四川大学学报（工程科学版） 2014年第5期46卷 28-34页

作者：刘达廖华胜李连侠黄本胜蒋胜银广东省水利水电科学研究院广州510610 广东省水动力学应用研究重点实验室广州510610 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 成都市市政工程设计研究院四川成都610065

为了探讨大涡模拟方法是否适用几何体型及水力特性均为复杂的浅水垫消力池水流的模拟,采用大涡模拟方法对浅水垫消力池进行数值模拟计算,得到消力池内的流态、流速、时均压力及脉动压力等水力参数,与物理模型试验得到的数值基本一致,说... 详细信息

为了探讨大涡模拟方法是否适用几何体型及水力特性均为复杂的浅水垫消力池水流的模拟,采用大涡模拟方法对浅水垫消力池进行数值模拟计算,得到消力池内的流态、流速、时均压力及脉动压力等水力参数,与物理模型试验得到的数值基本一致,说明大涡模拟方法能较好地模拟具有复杂流动的浅水垫消力池的各种水力特性,该方法可以提供雷诺时均模型不能得到的脉动压力信息,可以采用该模拟方法深入研究该型消力池的水力特性及消能机理。

关键词：浅水垫消力池大涡模拟流态时均压力脉动压力

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闸坝地基渗流计算中边界条件敏感性分析研究

水力发电学报 2008年第1期27卷 118-123,117页

作者：张延忠廖华胜刘达姚勇曲宏略四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065 广东省水利水电科学研究院广州510610 四川省遂宁市水利局四川遂宁629000 四川大学水电学院成都610065

在渗流计算中,计算结果的准确性与渗流区边界条件的选取有很大关系。为获得渗流场数值模拟时边界条件对渗流场及渗流特征参数如渗流量、水力坡降的影响程度,本文进行了渗流边界条件对渗流场及渗流特征参数敏感性分析,主要针对沙湾水电... 详细信息

在渗流计算中,计算结果的准确性与渗流区边界条件的选取有很大关系。为获得渗流场数值模拟时边界条件对渗流场及渗流特征参数如渗流量、水力坡降的影响程度,本文进行了渗流边界条件对渗流场及渗流特征参数敏感性分析,主要针对沙湾水电站闸坝基础渗流计算模型的入渗边界η1、出渗边界η2及相对不透水层边界ηD等渗流区边界处于不同位置时,分析其对计算结果的影响,及对渗流参数的敏感程度。结果表明,上下游渗流边界及相对不透水层对渗流场、渗流量及渗透坡降均存在敏感区间。

关键词：渗流力学敏感性分析数值模拟边界条件闸坝基础

渗流计算中的三维非结构化网格下的自由面适应网格方法

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四川大学学报（工程科学版） 2010年第4期42卷 35-41页

作者：李连侠廖华胜郑小玉刘达邹俊四川大学水力学及山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院四川成都610072 广东省水利水电勘测设计研究院广东广州510610 珠江水利科学研究院广东广州510611

在2维正交网格系统下自由面适应网格方法的基础上,提出了3维非结构化网格下的自由面适应网格方法。该方法在迭代求解渗流自由面时,无需改动网格,而是用映射的方法去让自由面适应既定网格系统,也不需要对出逸边界进行特殊处理,其方法简单... 详细信息

在2维正交网格系统下自由面适应网格方法的基础上,提出了3维非结构化网格下的自由面适应网格方法。该方法在迭代求解渗流自由面时,无需改动网格,而是用映射的方法去让自由面适应既定网格系统,也不需要对出逸边界进行特殊处理,其方法简单,易于程序实现;通过将数值计算结果与甘油试验及室内砂槽模拟结果相对比,表明了该方法在3维非结构化网格系统中捕捉浸润面的精度较高,拓宽了自由面适应网格方法在3维带自由面渗流问题中的应用范围。

关键词：渗流自由面自由面适应网格 3维非结构化网格

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各向异性渗流数值计算中的旋转控制体积法

四川大学学报（工程科学版） 2008年第1期40卷 10-15页

作者：漆力健廖华胜苏沛兰 LI Shu-guang 四川大学水力学与山区河流开发与保护国家重点实验室四川成都610065 Dept. of Civil and Environmental Eng. Michigan State Univ. East Lansing. MI 48824 USA

在各向异性渗流计算中,因地质构造复杂多变,常常会遇到主渗透方向与网格坐标方向不一致;从而在对扩散项进行数值离散时,其系数矩阵中出现负值元素和对角线元素不占优,导致计算得不到正确解。文中提出了旋转控制体积法,通过对所计算控制... 详细信息

在各向异性渗流计算中,因地质构造复杂多变,常常会遇到主渗透方向与网格坐标方向不一致;从而在对扩散项进行数值离散时,其系数矩阵中出现负值元素和对角线元素不占优,导致计算得不到正确解。文中提出了旋转控制体积法,通过对所计算控制体积旋转,使其与主渗透方向一致,确保系数矩阵中各元素为正值。该方法保证了计算结果的合理性,对类似具有各向异性问题的数值模拟具有重要参考价值。

关键词：渗流各向异性旋转控制体积法局部坐标

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低佛劳德数掺气坎空腔回水问题研究

水利学报 2007年第7期38卷 819-825页

作者：漆力健廖华胜李贵吉张建民四川大学水力学及山区河流开发与保护国家重点实验室四川成都610065

为解决低佛劳德数缓坡泄洪洞掺气坎空腔易发生水流回溯,影响进气的问题,结合大渡河大岗山水电站泄洪洞,采用k-ε紊流模型对连续式掺气坎、连续式掺气坎加局部陡坡以及U型掺气坎加局部陡坡三种体型的掺气坎进行了数值模拟和物理模型试验... 详细信息

为解决低佛劳德数缓坡泄洪洞掺气坎空腔易发生水流回溯,影响进气的问题,结合大渡河大岗山水电站泄洪洞,采用k-ε紊流模型对连续式掺气坎、连续式掺气坎加局部陡坡以及U型掺气坎加局部陡坡三种体型的掺气坎进行了数值模拟和物理模型试验,结果表明设置U型掺气坎可以有效地抑制水流回溯,稳定掺气空腔,消除空腔内积水,增大气水交界面积,提高掺气效率,而且具有体型简单等优点。

关键词：掺气设施回溯水流缓坡数值模拟

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随机地下水非平稳谱方法

中国科技论文 2012年第5期7卷 382-387,394页

作者：李连侠廖华胜刘达四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065 广东省水利水电科学研究院广州510610 广东省水动力学应用研究重点实验室广州510610

从一般的随机地下水模型出发,逐步给出了基于傅里叶变换的非平稳谱方法控制方程的建立过程。基于该框架的模型可以很好地处理实际地下水运动的非平稳性和随机性,给出了随机模拟最为关心的各阶距的求解方法,该方法采用半解析半数值技术,... 详细信息

从一般的随机地下水模型出发,逐步给出了基于傅里叶变换的非平稳谱方法控制方程的建立过程。基于该框架的模型可以很好地处理实际地下水运动的非平稳性和随机性,给出了随机模拟最为关心的各阶距的求解方法,该方法采用半解析半数值技术,对高频部分采用解析方法,对低频部分采用数值方法,既提高了精度又减小了计算量。

关键词：随机地下水变异性水力传导系数非平稳谱方法

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阶梯溢流坝流场的数值模拟

成都科技大学学报 1995年第5期 27-33+40页

作者：廖华胜汝树勋吴持恭成都科技大学高速水力学国家重点实验室

本文首先在势流假定的基础上，通过迭代自由面残压分布的分析，提出了一种简单、易行的求解带自由面势流问题的方法──残压反馈方法（ＲＰＦ）。进而，本文对带自由面高雷诺数流动的阶梯溢流坝提出了一种数值模拟方法，即自由面先由Ｒ... 详细信息

本文首先在势流假定的基础上，通过迭代自由面残压分布的分析，提出了一种简单、易行的求解带自由面势流问题的方法──残压反馈方法（ＲＰＦ）。进而，本文对带自由面高雷诺数流动的阶梯溢流坝提出了一种数值模拟方法，即自由面先由ＲＰＦ方法确定，由Ｔｈｏｍｐｓｏｎ变换方程将不规则域换成规则域，然后用由作者提出的平均化差分格式［１］在变换平面上离散求解涡量──流函数方程，其中涉及到的壁面涡量的计算采用由作者导出的不规则形状壁面涡量一阶公式［２］进行计算。取ＮｅｗＭｏｎｋｓｖｉｌｌｅ坝的前三个阶梯作为计算例子，在条件：ｑ＝９．３ｍ２／ｓ．ｍ，网格尺寸５４×２１和Ｒｅ＝１０４下，进行了流场模拟，将其计算结果与我们进行的实验结果相比，符合良好，证明了本文方法的可行性。所得结果对了解阶梯溢流坝水力特性及此类坝型的优化设计提供了一定的依据，同时，这一方法亦可用于求解任意边界带自由面高雷诺数的问题。

关键词：涡量—流函数阶梯溢流坝平均化差分格式