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天然河道冰塞演变发展的数值模拟

水科学进展 2003年第6期14卷 700-705页

作者：茅泽育吴剑疆张磊张瑞廷清华大学水利水电工程系北京100084

应用河流动力学和热力学等原理,建立了冰塞形成及演变发展的冰水耦合的综合动态数学模型,并利用黄河河曲段原型实测资料进行了验证,同时对冰塞体厚度和水位的演变规律进行了研究分析。计算结果表明:提出的数值模型能较好地模拟河道封冻... 详细信息

应用河流动力学和热力学等原理,建立了冰塞形成及演变发展的冰水耦合的综合动态数学模型,并利用黄河河曲段原型实测资料进行了验证,同时对冰塞体厚度和水位的演变规律进行了研究分析。计算结果表明:提出的数值模型能较好地模拟河道封冻过程中冰塞体的发展演变过程。

关键词：天然河道河道冰塞河流冰情凌汛数值计算河冰水力学

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天然河道水流紊动特性分析

水利学报 2005年第9期36卷 1029-1034页

作者：卢金友徐海涛姚仕明长江科学院河流研究所湖北武汉430010

本文采用超声多普勒三向流速仪对不同流量级的条件下长江干流黄陵庙水文观测断面不同垂线的脉动流速进行了观测。根据现场观测资料,对水流的紊动周期、频率、概率密度函数等进行了定量的数学描述,并对时均流速、紊动强度、雷诺应力等沿... 详细信息

本文采用超声多普勒三向流速仪对不同流量级的条件下长江干流黄陵庙水文观测断面不同垂线的脉动流速进行了观测。根据现场观测资料,对水流的紊动周期、频率、概率密度函数等进行了定量的数学描述,并对时均流速、紊动强度、雷诺应力等沿垂线的分布规律进行了分析计算。结果表明,脉动流速的概率分布在充分发展的自由紊流区近似为正态分布,在近壁强剪切紊流区为偏态分布;各垂线紊动强度在相对水深大于0.4的范围内比较均匀,在接近河底处升高,达到最大值后迅速减小,至河底为零。

关键词：紊动特性天然河道多普勒流速仪概率分布剪切应力

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天然河道床面糙度特征的试验研究

水力发电学报 2000年第2期19卷 49-55页

作者：王协康方铎曹叔尤四川大学高速水力学国家重点实验室成都610065

本文分析了非均匀沙床面形态分布特性 ,得出床面颗粒暴露度和代表粒径的方法难以反映床面糙度的特征 ,为此提出以床面高度函数 Z( x,y,t)的变化为基础 ,根据室内实验的特殊情况 ,以及主要考虑了初始和粗化床面 ,从统计理论的观点分析了... 详细信息

本文分析了非均匀沙床面形态分布特性 ,得出床面颗粒暴露度和代表粒径的方法难以反映床面糙度的特征 ,为此提出以床面高度函数 Z( x,y,t)的变化为基础 ,根据室内实验的特殊情况 ,以及主要考虑了初始和粗化床面 ,从统计理论的观点分析了床面高度变化均方差 σ,从分形理论的角度考虑了赫斯特数 Hy,分维数 Dy。由于均方差 σ,赫斯特数 Hy或分维数 Dy综合考虑了床面形态对床面糙度的影响 ,因而结合实验资料建立它们与综合糙率曼宁系数 n的相关关系。

关键词：非均匀性暴露度粗化床面分形理论天然河道

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天然河道水流挟沙能力研究

泥沙研究 2006年第5期31卷 45-51页

作者：郭庆超中国水利水电科学研究院北京100044

天然河道水流挟沙能力的确定对于利用数学模型来模拟泥沙运动和河床变形具有重要意义。本文在收集大量天然河流实测资料的基础上,对长江、汉江、塔里木河干流、黄河以及三门峡水库的水流挟沙能力进行了分析研究,选定了既适合于低含沙河... 详细信息

天然河道水流挟沙能力的确定对于利用数学模型来模拟泥沙运动和河床变形具有重要意义。本文在收集大量天然河流实测资料的基础上,对长江、汉江、塔里木河干流、黄河以及三门峡水库的水流挟沙能力进行了分析研究,选定了既适合于低含沙河流也适用于高含沙河流水流挟沙能力的计算公式,探讨了确定挟沙能力系数和指数的方法,避免了利用数学模型计算时系数取值的不确定性,提高了数学模型应用于不同天然河流的适应能力。研究表明,韩其为的高低含沙量统一的挟沙能力公式可以适用于各种不同的天然河流,系数取值稳定,且容易确定。

关键词：挟沙能力含沙量天然河道

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稳封期天然河道冰塞堆积的数值模拟

水利学报 2011年第9期42卷 1117-1121页

作者：王军陈胖胖隋觉义合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009 北英属哥伦比亚大学环境工程系

冬季寒区河道中容易出现冰塞,冰塞出现使过水断面减少,河道阻力增加,进而引发凌洪灾害。借鉴泥沙输运理论推导得到的冰塞面变形方程,并结合标准k-ε模型建立了稳封期天然河道冰塞堆积厚度的数值模拟计算模型,采用贴体坐标变换法将曲线... 详细信息

冬季寒区河道中容易出现冰塞,冰塞出现使过水断面减少,河道阻力增加,进而引发凌洪灾害。借鉴泥沙输运理论推导得到的冰塞面变形方程,并结合标准k-ε模型建立了稳封期天然河道冰塞堆积厚度的数值模拟计算模型,采用贴体坐标变换法将曲线网格转化为正交网格,控制方程离散求解采用有限体积法,选取同位网格方法将所有计算变量布置于同一控制体积,引入动量插值法和压力校正方程耦合求解速度压力场,进而求解冰塞面变形方程获得冰塞堆积厚度。选取黄河河曲段天然河道,应用模型计算得出了稳封期河道中的冰塞堆积厚度,对比实测资料表明,数值模拟与实测结果比较一致,验证了该数学模型的实效性,表明冰塞面变形方程可应用于天然河道冰塞堆积厚度的数值模拟计算。

关键词：冰塞堆积厚度天然河道冰塞面变形方程数学模型

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变步长法在天然河道水面线计算中的应用

哈尔滨工业大学学报 2007年第4期39卷 647-649页

作者：万五一江春波李玉柱清华大学水利水电工程系北京100084

试算法是计算天然河道水面线的常用方法之一.为了提高试算法的计算效率,以试算法的基本原理为基础,采用变步长的计算格式对天然河道水面线进行数值模拟,并分析步长变化系数对计算效率的影响,确定最优变化系数λ的取值范围为0.2~0.5.实... 详细信息

试算法是计算天然河道水面线的常用方法之一.为了提高试算法的计算效率,以试算法的基本原理为基础,采用变步长的计算格式对天然河道水面线进行数值模拟,并分析步长变化系数对计算效率的影响,确定最优变化系数λ的取值范围为0.2~0.5.实例表明,变步长格式比常规格式收敛速度快,在同等条件下,常规格式需要计算70000次的河道水面线,变步长格式只需计算600次左右.该方法提高了试算法的电算效率,能够应用于各种渠道和天然河道非均匀渐变流水面线的计算机模拟.

关键词：天然河道水面线试算法明渠

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天然河道非恒定流数学模型原理及应用

海洋科学 2004年第7期28卷 4-7页

作者：黄勇拾兵朱玉伟焦志洋中国海洋大学工程学院山东青岛266071

利用Preissmann四点带权隐式差分技术 ,建立了天然河道非恒定流数值计算模型 ,并对计算中所涉及的一些关键技术问题进行了较为详细的阐述。由黄河下游 2 82km河段、历时 1 3 0d的数值模拟结果显示 ,计算流量过程线与沿途水文站实测值吻... 详细信息

利用Preissmann四点带权隐式差分技术 ,建立了天然河道非恒定流数值计算模型 ,并对计算中所涉及的一些关键技术问题进行了较为详细的阐述。由黄河下游 2 82km河段、历时 1 3 0d的数值模拟结果显示 ,计算流量过程线与沿途水文站实测值吻合良好。

关键词：天然河道非恒定流 Preissmann格式数值模拟洪水预测

天然河道淹没丁坝群水流计算平面二维流带模型

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泥沙研究 1994年第4期20卷 40-49页

作者：李国斌李昌华南京水利科学研究院河港所

本文对天然河道淹没丁坝群水流二维计算进行了研究和探讨，提出了淹没丁坝群水计算平面二维流带模型，此模型基于绘制水流平面图的基本思想，将天然河道水流划分为一定数量的流带，在每条流内用差分法求解水流运动方程式和连续方程式，... 详细信息

本文对天然河道淹没丁坝群水流二维计算进行了研究和探讨，提出了淹没丁坝群水计算平面二维流带模型，此模型基于绘制水流平面图的基本思想，将天然河道水流划分为一定数量的流带，在每条流内用差分法求解水流运动方程式和连续方程式，在运动方程式中首次考虑了淹没丁坝的局部水头损失，以根据淹没丁坝对水流的影响，同时为进行数值计算提出了一系列处理办法，此法经湘江下摄司河段和长江八卦洲河段的实测模型试验资料验证。

关键词：天然河道丁坝群水流流带模型

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天然河道沙波分类研究

地理科学 1984年第2期8卷 177-182页

作者：詹小涌中山大学地理系

沙波是冲积河流中水流与河床边界相互作用的产物。沙波在与水流、河床边界相互影响的过程中不断地运动和变化。沙波运动是推移质运动的一种主要形式。从微观的角度讲,沙波本身是由一定级配的泥沙组成,追踪沙波表面的泥沙运动表明,泥沙... 详细信息

沙波是冲积河流中水流与河床边界相互作用的产物。沙波在与水流、河床边界相互影响的过程中不断地运动和变化。沙波运动是推移质运动的一种主要形式。从微观的角度讲,沙波本身是由一定级配的泥沙组成,追踪沙波表面的泥沙运动表明,泥沙质点在水流作用下,以滚动、滑动、跳跃式运动或悬移、推移相互交替等方式向前运移。

关键词：沙波紊动波痕天然河道沙纹分类研究