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《浙江大学》 2002年
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长江口非均匀推移质输移及其数值模拟

王大志  
【摘要】: 本文概括了推移质输沙的基本理论和计算方法,阐述了推移质在河床演变中的重要作用,在总结非均匀推移质输沙研究现状的基础上,提出利用数值模拟手段研究长江河口非均匀推移质输沙的思路。 本文首先建立了基于Preissmann算法的一维水流模型、基于直接解法的平原河网模型和基于有限节点法的平面二维水力模型,在对各模型的算法进行推导的基础上自行开发了计算程序。 对河网水力数学模型,首次运用Fortran90程序语言进行面向对象(OOP)设计,建立起一个可扩展的数据库和可复用的程序框架;并在河网概化、方程系数排列、稀疏矩阵求解和内边界条件处理等多方面作了改进。 本文在一维水力模型中采用洪季变动糙率的办法,成功地模拟了长江口1998年全年水力过程,取得较好的验证。同时利用河网模型对长江口分汊河段进行一个月的水流模拟,并获得了长江口南北支分流比,复演出北支涨潮时水体倒灌转流现象,解决了河网模型用于分汊河道潮汐水流模拟的问题。不仅如此,本文还采用精细网格下的平面二维模型对长江口流场进行模拟,获得与实际流动较为一致的结果。由于采用多种模型对长江河口水流进行数值模拟,便于相互印证,从而为长江口推移质输沙计算提供了可靠的水力依据。 本文首次利用基于随机—力学模式建立的非均匀沙推移质公式和经过断面修正的Meyer-Peter公式,对长江口断面推移质输沙进行计算,获得了逐时的推移质通量,进而计算出逐月和全年推移质输沙量。结果表明,1998年长江口自徐六泾断面净入海推移质数量约为600万吨,占总输沙量的1.2%,而通过数值计算获得长江口非均匀沙的推移质数量至今未见报道。文章进一步分析了各个水力要素对推移质输沙的影响,发现长江口推移质输沙总体上受大通流量控制,潮差对于推移质输沙的影响只有在洪季才变得明显。 本文结合一维水力计算,根据非均匀推移质公式计算了长江口南支河段一维推移质输沙,并分析了南支推移质运动与水下沙体活动之间的关系。在此基础上,将非均匀推移质公式推广到二维计算,并与一维计算结果作了对比,发现两种计算所获得的净输沙量相差不大,但二维输沙过程线峰值较一维计算要大,这正是河道内推移质运动横向不均匀性的体现。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TV148.1

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 戚晓明;振荡流作用下的推移质输沙规律研究[D];天津大学;2009年
2 季飞;长江感潮河段推移质输沙初析[D];河海大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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9 傅玲芬;吴德安;潘金仙;;江苏辐射沙洲海域推移质输沙率计算与分析[J];科学技术与工程;2016年29期
10 杜伟华;赵宇坤;贺顺德;;基于河网水动力学模型的珠江三角洲排涝调度设计[J];黄河水利职业技术学院学报;2016年04期
【同被引文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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6 王大志;长江口非均匀推移质输移及其数值模拟[D];浙江大学;2002年
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【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 李志晶;钱红露;曹志先;Pender Gareth;胡鹏辉;;明渠非恒定流推移质输移的实验研究[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 通讯员 朱江 冯明农;风能项目组研讨数值模拟产品共享[N];中国气象报;2010年
2 本报实习记者 蒋文雯 通讯员 罗耀华;宝钢数值模拟研究和应用领跑钢铁行业[N];中国冶金报;2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 黄赛花;河口冲刷的理论与数值模拟[D];浙江大学;2006年
9 王浩;紊流相干结构及对推移质运动特性影响的研究[D];清华大学;2016年
10 余国安;河床结构对推移质运动及下切河流影响的试验研究[D];清华大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王大志;长江口非均匀推移质输移及其数值模拟[D];浙江大学;2002年
2 赵亚飞;近底水流结构与推移质输移规律试验研究[D];华北水利水电大学;2017年
3 范中海;川江推移质计算方法比选与防沙安全设计[D];四川大学;2005年
4 邵凯;浑水中非均匀推移质输移研究[D];浙江大学;2010年
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6 刘夏忆;长江上游神背嘴滩险弯道水流结构及推移质输移研究[D];重庆交通大学;2017年
7 颜雪丽;推移质动床模拟模型沙研究[D];重庆交通大学;2012年
8 季飞;长江感潮河段推移质输沙初析[D];河海大学;2007年
9 王愈;山区河流卵石推移质强冲刷输移特性试验研究[D];长江科学院;2009年
10 戚晓明;振荡流作用下的推移质输沙规律研究[D];天津大学;2009年
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