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一维不恒定明流计算的三种高性能差分格式

水科学进展 1991年第1期2卷 11-21页

作者：胡四一谭维炎水利部南京水文水资源研究所

本文首先讨论了从物理上对差分格式提出的四项要求,即守恒性、逆风性,正性(或保持单调性)和对间断的高分辨率。最近十多年来,在空气动力学领域中已提出许多满足这些要求的高性能格式。本文将其中广泛应用的三类格式,即通量向量分裂格式... 详细信息

本文首先讨论了从物理上对差分格式提出的四项要求,即守恒性、逆风性,正性(或保持单调性)和对间断的高分辨率。最近十多年来,在空气动力学领域中已提出许多满足这些要求的高性能格式。本文将其中广泛应用的三类格式,即通量向量分裂格式、通量差分裂格式及通量校正输运格式,移用到一维不恒定明流计算中。结合圣维南方程组的具体形式,并考虑天然河道的几何不规则性,导出了有关公式。最后通过一个溃坝算例对各种方法进行了验证,其结果十分接近,说明这些方法具有广阔的应用前景。

关键词：河道不恒定差分格式明流计算

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二维浅水明流的一种二阶高性能算法

水科学进展 1992年第2期3卷 89-95页

作者：谭维炎胡四一水利部南京水文水资源研究所南京210024

为了精确求解二维浅水方程组,在由任意三角形构成的无结构网格上建立了有限体积MUSCL算法,这是文献〔1〕中有限体积一阶Osher格式的一类二阶推广。通过采用预测校正二步时间积分和单元内引入坡度限制,该算法在时空上均可达到二阶精度.... 详细信息

为了精确求解二维浅水方程组,在由任意三角形构成的无结构网格上建立了有限体积MUSCL算法,这是文献〔1〕中有限体积一阶Osher格式的一类二阶推广。通过采用预测校正二步时间积分和单元内引入坡度限制,该算法在时空上均可达到二阶精度.跨单元边界的法向数值通量采用通量向量分裂公式(FVS)计算。最后,通过长江口南支潮流计算和一维瞬时溃坝模型算例来说明该格式的优良性能及在浅水流动计算中的应用。

关键词：浅水方程组明流二阶数值解

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明流反弧段加糙防蚀的初步试验研究

水力发电学报 1987年第4期 79-88页

作者：聂孟喜清华大学

国内外大量工程事例表明,泄水建筑物的反弧段下游极易产生空蚀破坏。实际工程调查证明,这些空蚀破坏大都是由于反弧段下游面局部不平整所引起。为防止出现空蚀破坏,人们往往对施工质量提出严格控制,要求过流混凝土表面十分平顺,甚至“... 详细信息

国内外大量工程事例表明,泄水建筑物的反弧段下游极易产生空蚀破坏。实际工程调查证明,这些空蚀破坏大都是由于反弧段下游面局部不平整所引起。为防止出现空蚀破坏,人们往往对施工质量提出严格控制,要求过流混凝土表面十分平顺,甚至“平整如镜”,对不可避免出现的不平整突体的高度和坡度均提出了严格限制。这些严格要求即与目前的施工水平有差距,也会增加施工费用,加大工程造价。如伺在保证不发生空蚀破坏条件下,降低这些要求或开辟其它防蚀途径是目前人们关注的一个重要问题。

关键词：反弧段空蚀破坏明流防蚀泄水建筑物不平整度降落值试验研究下游面流速分布

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明流泥沙降阻原因和计算方法

泥沙研究 1981年第1期 30-41页

作者：侯晖昌清华大学水利系

本文从附壁区域的粘土絮团改变层流附面层动力稳定特性的角度解释了明流泥沙降阻的根源。文中分析了高分子稀液降阻与粘土泥沙降阻的异同点,指出粘土泥沙形成絮网具有微观力学上比高分子鏈网更为柔順,因而降阻效果更高的特点。根据泥沙... 详细信息

本文从附壁区域的粘土絮团改变层流附面层动力稳定特性的角度解释了明流泥沙降阻的根源。文中分析了高分子稀液降阻与粘土泥沙降阻的异同点,指出粘土泥沙形成絮网具有微观力学上比高分子鏈网更为柔順,因而降阻效果更高的特点。根据泥沙降阻特有的图形,即它符合Seyer-Metzner图形,文中推出了明流降阻率r的計算式如式(15)和Chezy系数的增值率r的計算式如式(18)。考虑到粘土泥沙是天然材料,取之不尽,价廉,而在降阻上又具有高效的特点,故可預期,不仅泥沙将在一些領域取代长单鏈高分子作为降阻材料,并且,将使降阻在那些需应用大量降阻材料的领域推广。

关键词：降阻材料领域明流絮团泥沙研究层流附面层计算方法

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明流涵(隧)洞水力计算若干问题的探讨

东北农业大学学报 1982年第4期 13-26页

作者：周天培东北农学院农田水利系

本文对明流涵(隧)洞水力计算中如下几个问题进行了理论研究:1.明流涵(隧)洞临界底坡的影响因素和计算方法。指出,在明流极限条件下临界底坡与糙率断面形状、尺寸之间的关系。2.明流缓坡涵(隧)洞中“长洞”与“短洞”的界限长度的影响因... 详细信息

本文对明流涵(隧)洞水力计算中如下几个问题进行了理论研究:1.明流涵(隧)洞临界底坡的影响因素和计算方法。指出,在明流极限条件下临界底坡与糙率断面形状、尺寸之间的关系。2.明流缓坡涵(隧)洞中“长洞”与“短洞”的界限长度的影响因素和计算方法。指出,界限长度不仅与上游水头有关,而且与洞身诸因素(底坡、糙率、断面形状)有极大关系,现行计算公式是不完善的。3.在上述基础上,提出了计算明流涵(隧)洞过水能力和进行断面设计的简便方法。

关键词：临界底坡极限条件糙率断面形状明流水力计算

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二维非恒定浅水明流的三种算法

水利学报 1985年第9期 1-9页

作者：谭维炎赵棣华南京水文水资源研究所

本文介绍了经过作者改进后应用于长江口二维潮流计算中的三种算法: 1.将一维Preissmann隐差分格式应用于二维分裂算法,提出了相应的边界条件处理及粗细网格嵌套的方法。 2.显式有限元法,增加了多种类型的边界条件。 3.综合法,即水体周... 详细信息

本文介绍了经过作者改进后应用于长江口二维潮流计算中的三种算法: 1.将一维Preissmann隐差分格式应用于二维分裂算法,提出了相应的边界条件处理及粗细网格嵌套的方法。 2.显式有限元法,增加了多种类型的边界条件。 3.综合法,即水体周边采用第二种方法,而在其内部采用第一种方法,以充份发挥其各自的长处。介绍了长江口某河段潮流计算概况及三种算法性能的比较。

关键词：显式有限元法公共节点差分格式明流边界节点有限差法综合法数学差分方程边界条件分裂算法陆地边界非恒定二维

二维浅水渐变不恒定明流的有限元算法及程序包

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水利学报 1984年第10期 1-13页

作者：谭维炎赵棣华南京水文研究所

本文从常用的二维圣维南方程组出发,对加权残差法中的伽辽金有限元算法作了若干改进。除常用的三及六个节点的三角形单元外,提出四节点直边和三节点单曲边三角形单元。在水面周边为曲线情况下可将这四种单元组合使用,利用二次样条使计... 详细信息

本文从常用的二维圣维南方程组出发,对加权残差法中的伽辽金有限元算法作了若干改进。除常用的三及六个节点的三角形单元外,提出四节点直边和三节点单曲边三角形单元。在水面周边为曲线情况下可将这四种单元组合使用,利用二次样条使计算区域的边界形状更好地拟合。为了便于计算伽辽金方程中的积分项,对每种单元引入五个影响系数,其中对直边单元通过解析求积列成表格以供查用,避免了数值求积。对固定的及可动的水面周边,拟定了多种边界条件(包括陆地边界及存在分布式或集中式水量动量交换的水体边界)及其处理方法,以反映实际问题可能出现的边界状况;并对问题的适定性和精度等进行了分析。介绍了加快计算速度和减少内存要求的技巧,据以在PDP-11/23小型计算机上研制成较为通用的程序包以利推广应用。还通过一个算例简述了所获得的提高计算稳定性的初步经验。

关键词：程序包边界方程组联立方程明流二维基函数有限元算法

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二元明流反弧段的水力特性及空化特性

水利学报 1984年第6期 19-27页

作者：张林夫徐杰华东水利学院

明流反弧段是容易发生空蚀的部位。本文从系统研究二元明流反弧段的水力特性入手,探讨反弧段的空化特性。根据势流理论,导出反弧段的时均压强、时均流速以及水深的分布规律,并对脉动压强及脉动流速进行初步探讨。对边壁附近的流速分布,... 详细信息

明流反弧段是容易发生空蚀的部位。本文从系统研究二元明流反弧段的水力特性入手,探讨反弧段的空化特性。根据势流理论,导出反弧段的时均压强、时均流速以及水深的分布规律,并对脉动压强及脉动流速进行初步探讨。对边壁附近的流速分布,根据实测资料进行局部修正。文中还介绍了反弧段的边界层特征及阻力系数。根据迭加方程,导出了反弧沿程临界空化数的变化规律,并与水流空化数进行比较,认为,反弧末端阻力系数及临界空化数的大为升高,是反弧末端更易于发生空蚀的主要原因。

关键词：反弧段边界层特征流速分布时均压强空化特性水力特性水力性能明流水流空化数沿程阻力系数沿程水头损失系数空蚀气蚀脉动流速

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拦蓄明流截引潜流

中国农村水利水电 1960年第5期 11-11页

我县城关公社从1958年冬开始在白沙河的上游修建河道水库一座,把河槽明流和潜流同时拦截起来,引水流量加大一倍以上。白沙河的河床宽200—300米,坡度约1/500—1/1,000,沙层一般厚5—7米,一般季节明流水达0.7个流量,潜流水达1个流量。从1... 详细信息

我县城关公社从1958年冬开始在白沙河的上游修建河道水库一座,把河槽明流和潜流同时拦截起来,引水流量加大一倍以上。白沙河的河床宽200—300米,坡度约1/500—1/1,000,沙层一般厚5—7米,一般季节明流水达0.7个流量,潜流水达1个流量。从1959年10月起动员2,100个劳动力在白沙河上游修建一座容量达60万方的河槽水库,既蓄集河里的明流水,又截引河槽的潜流,引水灌溉,

关键词：明流白沙河水库河道河床河槽流动(力学) 潜流