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《华北水利水电学院》 2006年
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河道洪水数值模拟理论的研究与应用

廖小龙  
【摘要】: 论文结合“黄河下游‘二级悬河’问题数值模拟研究”与“甬江清水浦码头防洪影响评价”两个工程实例,对河道洪水数值模拟的理论与计算方法进行了较系统的研究。 首先,在洪水数值模拟的基本理论方面进行了三项研究:1)通过水力学方法分析得出洪水数值模拟中四种水流边界条件的合理性与洪水流场流态相关,并通过一维水流模型验证了在上下游边界条件都给流量关系时,如果不附加边界条件,便会影响模拟流场的唯一性。2)结合有限差分法和控制体积法,提出了一维水流控制方程在交错网格系下的一种新的离散格式:时间项采用偏心差分,空间项采用控制体积法离散,对流项采用迎风差分格式;3)建立了一种无重叠网格、能同时保证质量、能量和动量守恒的新型一、二维耦合水流模型,同时给出模型中相关问题的解决方法。 其次,在河流数值模拟的前后处理和程序设计上做了两方面的研究工作:1)采用AutoCAD和Matlab相结合的方法进行河流数值模拟的前后处理,解决了混合编程中数据传输问题,可以大大提高河流数值模拟前处理工作效率,实现了数值模拟成果快捷方便的查询和编辑,以及数值模拟成果的直观可视化。2)应用面向对象程序设计方法进行河流数值模拟程序设计,探讨了团队开发日益复杂的河流模拟程序的解决方案。 再次,通过两个实际工程问题的河流数值模拟实践,取得一些基本认识: 应用平面二维水沙数学模型研究黄河下游“二级悬河”问题,分析模拟成果得到了二级悬差的临界控制条件,不同治理方案模拟成果分析表明,采取“增强主槽过流能力”和“滩地治理”相结合的方式对“二级悬河”治理,效果较好。 应用一、二维耦合水流模型研究了甬江清水浦码头的防洪影响,较好模拟了码头修建前后的流场变化,解决了近海河口长河段工程数值模拟研究中,精细局部流场的嵌套模拟问题。
【学位授予单位】:华北水利水电学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TV122

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【参考文献】
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