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《武汉大学》 2004年
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一维非恒定流若干问题研究

穆锦斌  
【摘要】:涌潮和洪水频繁泛滥给人民生命财产带来了巨大的灾难,阻碍了国民经济的持续发展。论文在总结前人对涌潮研究的基础上,建立一维涌潮数学模型,通过数值试验,对涌潮的形成条件作了系统的研究,分析了糙率对涌潮的影响,并得出了一些有意义的成果:对于非线性的水文系统,一维水动力学模型用于水文预报精度尚存在问题,论文提出了水动力学实时校正模型,提高了模型的预报精度,并将所建立的模型应用于实际问题的研究。 本文共分五章,各章主要内容如下: 第1章 明确本文研究的对象与目的。介绍了涌潮和洪水演进计算的研究现状,对涌潮的基本情况和洪水演进的主要方法进行叙述;详细介绍了求解描述水流运动的方程组的常用的数值方法。 第2章 采用有限体积法建立了一维涌潮数学模型,根据涌潮与水跃、溃坝波运动的某些方面类似特点,运用水跃计算、溃坝波的理论解,对一维数学模型的计算精度进行系统验证。计算结果表明模型应用于涌潮模拟时具有较高精度。 第3章 以概化的矩形河道为对象,采用一维涌潮数学模型对潮波进行模拟,对涌潮的成因作了分析研究。通过计算得出,涌潮形成的两个条件为:河道地形和河口口门外朝差。潮波的变形与河道地形有密切关系,其中包括河道的长度、河床溯源抬升及河宽收缩等;河口潮差是潮波上溯的原动力。分析了摩阻对涌潮的影响,总结得出摩阻阻碍涌潮的规律。 第4章 在水动力学模型基础上,运用最小二乘的递推算法,引入时变遗忘因子μ(k+1)实时跟踪模型中时变参数的变化,对模型离散系数进行实时修正,提出了一维非恒定流与最小二乘法耦合的洪水实时预报模型,并应用于长江干流宜昌至螺山段洪水演进计算。对长江干流宜昌至螺山河段1998年汛期洪水和1996年洪水进行复演,并与原水动力学模型计算结果进行比较。结果表明改进后的耦合模型能很好地反映该河段洪水演进情况,预报精度较原一维非恒定流模型有很大提高。 第5章 对全文进行了总结并对以后的工作进行展望。
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TV131.3

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