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分汊河道分流特性的研究与应用

葛亮  
【摘要】: 分汊河道是一种常见的河型,其特性研究在河道整治工程中有着重要的现实意义。分汊河道的研究一般侧重于水流流态和分流分沙比等方面。本文将河流动力地貌学中的平面形态和最小能耗率理论相联系,研究分汊河道的分流特性,并推导理论分流模式;另一方面,通过建立二维水流数学模型,与理论分析结果进行比较。从而从理论分析和数模计算两方面帮助理解分汊河道的特点,更全面地认识分汊河道的分流特性。 本文从最小能耗率的原理出发,推导分汊河道的分流角、偏转角计算的理论公式,以角度计算公式的变换形式推导分流比公式,并介绍了最小能耗率原理的一些其它应用。为验证角度计算公式的正确性,本文收集了珠江三角洲航道地形资料,通过对分汊河道的计算值与实测值对比来验证公式的正确性和适用范围。 最后,应用正交曲线网格技术,建立正交曲线坐标系下的二维水流数学模型,采用SIMPLEC法进行了数学离散求解。将之应用于长江下游张家洲分汊河段的流场计算,对水位和流速分布作了验证,验证结果与现场测量基本吻合。此外,将数学模型与理论推导的分流比公式作比较,两者在类似的条件下,具有相似结论。


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