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考虑下渗的一维河道水流数学模型
1
作者 刘晴 倪玉芳 曹志 《武汉大学学报:工学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期471-481,共11页
采用Green-Ampt下渗模型描述河道下渗,基于完整圣维南方程建立一维河道水流数学模型.为准确求解控制方程解中可能包含的激波与间断,采用有限体积法离散控制方程,使用具有总变差最小特性的SLIC数值格式求解通量.对坡面产流实验进行模拟... 采用Green-Ampt下渗模型描述河道下渗,基于完整圣维南方程建立一维河道水流数学模型.为准确求解控制方程解中可能包含的激波与间断,采用有限体积法离散控制方程,使用具有总变差最小特性的SLIC数值格式求解通量.对坡面产流实验进行模拟从而验证模型.应用该模型对浊漳河西南源2场典型场次洪水进行数值模拟,计算结果和实测流量过程吻合良好,而传统不考虑下渗的水流数学模型计算结果与实测数据差异较大,表明该模型能更好地反映强烈下渗条件下洪水演进实际情况.对模型参数进行敏感性分析,计算结果显示糙率、Green-Ampt压力水头以及前期土湿对计算结果均有一定影响.该模型相较传统模型能准确模拟干旱和半干旱地区河道洪水演进的过程,具有推广应用价值. 展开更多
关键词 下渗 河道水流数学模型 圣维南方程 有限体积法 洪水预报
特征流量级对窜沟形成和发展影响的数值研究
2
作者 雷云龙 胡鹏 +2 位作者 曹志 刘怀汉 李薇 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期43-52,共10页
分汊河道心滩常常出现窜沟,使滩体活动性变强,影响河势稳定。窜沟的形成与发展主要是对不断变化的径流流量的综合响应,为了探究窜沟对于不同流量级径流响应的敏感程度,基于平面二维水沙耦合数值模型,研究不同流量级条件下初始为完整高... 分汊河道心滩常常出现窜沟,使滩体活动性变强,影响河势稳定。窜沟的形成与发展主要是对不断变化的径流流量的综合响应,为了探究窜沟对于不同流量级径流响应的敏感程度,基于平面二维水沙耦合数值模型,研究不同流量级条件下初始为完整高大心滩的冲淤过程,数值再现了窜沟的形成和发展。研究表明,窜沟的形成与发展和特征流量紧密相关:(1)流量较小、水流不能漫滩时,水流走心滩左右两汊的主槽,窜沟无法生成;(2)中等流量、水流能漫滩,但滩面水深较小时,左右两槽水流交换在低洼的滩面发生,冲刷生成窜沟;(3)在大流量下,心滩基本没于水下,左右两槽水流交换减弱,没有窜沟生成。研究结果还显示,在不同的特征流量下,窜沟发生的位置会有摆动,且窜沟生成和发育的特征流量的量级在一定程度上取决于滩体的平面形态。在分汊河道心滩滩体稳定性研究方面,方法及结论具有参考价值。 展开更多
关键词 分汊河道 稳定性 江心洲 窜沟 特征流量 平面二维水沙耦合数值模型 数值研究
冲积河流分级恒定水沙数学模型的适用性研究
3
作者 周宇 钱红露 +1 位作者 曹志 刘怀汉 《武汉大学学报:工学版》 CSCD 北大核心 2018年第5期377-382,408共7页
天然河流的来流过程往往是非恒定的,特别是在洪水季节.在工程实践中为了简化计算,通常将非恒定来流过程概化为梯级形式的恒定流求解,相应的模型被称为分级恒定流模型.然而,分级恒定流模型与非恒定流模型之间的差异并不十分清楚.通过概... 天然河流的来流过程往往是非恒定的,特别是在洪水季节.在工程实践中为了简化计算,通常将非恒定来流过程概化为梯级形式的恒定流求解,相应的模型被称为分级恒定流模型.然而,分级恒定流模型与非恒定流模型之间的差异并不十分清楚.通过概化的长江中游长河段的数值算例来研究比较两种模型之间的差异,采用有限体积法中的SLC数值格式来求解非恒定流模型中的控制方程组,对于分级恒定流模型中的常微分方程组则采用有限差分法求解.研究结果表明,随着计算历时的增加,两种模型计算结果之间的差异逐渐变大.在模拟50年的冲淤变化时,分级恒定流模型与非恒定流模型计算总河段的冲淤量的相对差异为2.1%.随着河段距离的增加,两种模型计算河段的冲淤量相差越来越大.一般来说,分级恒定流模型可适用于短历时、短河段的情形;对于长历时、长河段水沙运动过程的模拟,推荐使用非恒定流模型. 展开更多
关键词 数学模型 分级恒定流模型 非恒定流模型 水沙运动过程
明渠挟沙水流双层积分模式的双曲性分析 被引量:1
4
作者 李季 曹志 +1 位作者 PENDER Gareth 刘青泉 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2015年第10期39-51,共13页
将明渠挟沙水流双层积分模式的控制方程系分别作为单一系统和两个降阶的双曲性系统,分析、比较其特征值;结合溃坝挟沙水流和水库挟沙水流等两类典型的强分层挟沙水流,研究其双曲性.分析表明,尽管作为单一系统和两个降阶的系统时,特征值... 将明渠挟沙水流双层积分模式的控制方程系分别作为单一系统和两个降阶的双曲性系统,分析、比较其特征值;结合溃坝挟沙水流和水库挟沙水流等两类典型的强分层挟沙水流,研究其双曲性.分析表明,尽管作为单一系统和两个降阶的系统时,特征值在定量上有差异,但在所涉及的参数域内,双曲性仍然得以保持,并不引发Kelvin-Helmholtz失稳现象.作为应用实例,对水库异重流进行数值模拟研究.结果表明,在所应用的参数范围内,显著增加水库清水泄流量并未导致异重流失稳,且可明显提高排沙比,减少水库泥沙淤积. 展开更多
关键词 双层积分模式 双曲性分析 特征值 KELVIN-HELMHOLTZ不稳定性
梯级大坝溃决洪水渐进增强机制数值模拟 被引量:2
5
作者 黄卫 曹志 《武汉大学学报:工学版》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期160-164,共5页
采用一维浅水动力学模型进行梯级大坝溃决洪水的模拟.首先通过水槽实验对模型进行检验,然后将其应用于系列梯级大坝溃决洪水工况的数值模拟.系统考虑了坝高和坝间距对梯级大坝溃决洪水的影响.计算结果表明梯级大坝溃决洪水与单个坝... 采用一维浅水动力学模型进行梯级大坝溃决洪水的模拟.首先通过水槽实验对模型进行检验,然后将其应用于系列梯级大坝溃决洪水工况的数值模拟.系统考虑了坝高和坝间距对梯级大坝溃决洪水的影响.计算结果表明梯级大坝溃决洪水与单个坝溃决洪水相比,峰值水位显著增加或到达下游断面时间显著提前或两者都有,即显示梯级大坝溃决洪水渐进增强机制.坝高和坝间距会改变溃坝洪水的流量(水位)峰值或传播时间,但不会改变梯级大坝溃决洪水渐进增强机制.研究结果为流域防洪管理和梯级大坝防洪设计提供了理论依据. 展开更多
关键词 梯级大坝溃决洪水 渐进增强机制 数值模拟
风沙与水沙运动多重时间尺度与深度积分模式 预览
6
作者 李志晶 曹志 +1 位作者 胡鹏 Gareth Pender 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期158-163,共6页
针对风沙与水沙动力学研究的共性,提出风沙与水沙运动统一深度积分模式;在此基础上,将水沙运动过程多重时间尺度理论扩展至风沙运动,比较研究风沙与水沙运动向平衡状态调整的时间尺度特征.数值算例与风洞实验结果对比表明,积分平... 针对风沙与水沙动力学研究的共性,提出风沙与水沙运动统一深度积分模式;在此基础上,将水沙运动过程多重时间尺度理论扩展至风沙运动,比较研究风沙与水沙运动向平衡状态调整的时间尺度特征.数值算例与风洞实验结果对比表明,积分平均模型能够基本准确地捕捉风沙运动的输沙率变化等基本特征;风沙与水沙运动的积分时间尺度比较分析表明,风沙运动与水沙运动类似,推移质运动能够很快地调整到平衡状态,而悬移质运动调整到平衡状态则需要相对较长的过程,在湍流悬移质实验和数值模拟研究中应考虑恢复平衡过程的影响. 展开更多
关键词 风沙运动 水沙运动 数值模拟 时间尺度
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可冲刷坡面滚波影响因素的数值模拟研究 预览 被引量:2
7
作者 李侃禹 曹志 谈广鸣 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期987-993,共7页
运用能够模拟可冲刷坡面滚波的一维水沙耦合数学模型,对床面形态起伏、冲淤厚度及含沙量沿程变化等因素对滚波形态的影响进行研究,并比较水沙耦合与非耦合模型数值模拟结果的差异.结果表明床面形态起伏越大,滚波的波幅及周期变化越... 运用能够模拟可冲刷坡面滚波的一维水沙耦合数学模型,对床面形态起伏、冲淤厚度及含沙量沿程变化等因素对滚波形态的影响进行研究,并比较水沙耦合与非耦合模型数值模拟结果的差异.结果表明床面形态起伏越大,滚波的波幅及周期变化越剧烈,滚波周期与床面形态起伏的对应关系越明显;冲淤厚度对滚波运动特性的直接影响不明显,但河床发生冲淤变化后,床面的起伏形态发生相应变化,进而对滚波的运动特性产生较大影响.水沙耦合与非耦合数学模型相比,滚波形态模拟结果差异较大,因此对坡面起伏明显、水沙输移强度较大的山区坡面流数值模拟应采用能够更好的模拟水沙输移规律的水沙耦合模型. 展开更多
关键词 滚波 可冲刷坡面 数值模拟 耦合水沙模型 影响因素
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暴雨山洪水动力学模型及其简化模型的比较研究 预览 被引量:8
8
作者 潘佳佳 曹志 +1 位作者 王协康 曹叔尤 《四川大学学报:工程科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期77-82,共6页
2维水动力学模型及其简化模型(运动波模型和扩散波模型)被广泛地用于暴雨山洪等问题研究,但由于缺少相关的规范来指导不同模型的应用,给暴雨山洪问题的模拟和研究造成了困难。首先从基本控制方程出发,分析了水动力学模型、运动波模型... 2维水动力学模型及其简化模型(运动波模型和扩散波模型)被广泛地用于暴雨山洪等问题研究,但由于缺少相关的规范来指导不同模型的应用,给暴雨山洪问题的模拟和研究造成了困难。首先从基本控制方程出发,分析了水动力学模型、运动波模型和扩散波模型在物理机制上的差异。然后将3个模型用于试验室条件下的非恒定旁侧入流、降雨径流算例和三甲乡暴雨山洪算例,探讨了不同模型的适用性和可靠性。结果表明:不同的模型由于理论上不同程度的简化导致应用范围和计算精度存在较大差别,简化的水动力学模型即使在率定的糙率下也不能准确模拟试验条件下的降雨径流过程,而在研究自然尺度下,如三甲乡山洪过程中也有很大的不确定性。为了准确地预报山洪过程,必须采用完整的浅水动力学数学模型。 展开更多
关键词 暴雨山洪 水动力学模型 运动波模型 扩散波模型 适用性
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心滩守护工程对航道冲淤特性影响的数值模拟 被引量:2
9
作者 闫军 刘怀汉 +3 位作者 岳志远 曹志 郑力 付中敏 《水动力学研究与进展:A辑》 CSCD 北大核心 2012年第5期589-596,共8页
为了改善航道条件,往往需通过航道整治工程来稳定心滩。此文建立了基于非结构三角形网格的平面二维水流泥沙数学模型,并与水槽模型实测值进行了率定验证。在此基础上,运用建立的数学模型对不同流量级下的两种不同类型的心滩守护工程进... 为了改善航道条件,往往需通过航道整治工程来稳定心滩。此文建立了基于非结构三角形网格的平面二维水流泥沙数学模型,并与水槽模型实测值进行了率定验证。在此基础上,运用建立的数学模型对不同流量级下的两种不同类型的心滩守护工程进行了模拟研究。研究结果表明,软体排护滩带工程和鱼骨坝工程均可实现对心滩头部的守护和提高两侧航道的水深,但它们所引起的河床和建筑物的局部冲淤特性上存在差异。 展开更多
关键词 心滩守护 泥沙冲淤 数值模拟
心滩守护工程影响航道水流特性的数值模拟 预览
10
作者 闫军 刘怀汉 +3 位作者 岳志远 曹志 郑立 付中敏 《水运工程》 北大核心 2012年第7期117-123,共7页
心滩是位于河心的浅滩,一般位于放宽河道内,会随水位涨落及水沙条件变化而十分不稳定,往往给航道条件带来十分不利的影响。为了改善航道条件,需要通过航道整治工程来稳定心滩,如软体排护滩工程、鱼骨坝护滩工程等。运用基于非结构三角... 心滩是位于河心的浅滩,一般位于放宽河道内,会随水位涨落及水沙条件变化而十分不稳定,往往给航道条件带来十分不利的影响。为了改善航道条件,需要通过航道整治工程来稳定心滩,如软体排护滩工程、鱼骨坝护滩工程等。运用基于非结构三角形网格的平面二维水流数学模型对不同类型的心滩守护工程进行了研究。研究表明,建立的数学模型能够较好地模拟心滩周边的水流特性,较好地揭示了心滩守护工程对航道水流的影响特点,这对长江中下游航道涉及心滩的浅滩河段航道治理中具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 数值模拟 心滩守护 航道水流 影响特点
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基于非结构网格的非恒定浅水二维有限体积数学模型研究 被引量:26
11
作者 岳志远 曹志 +2 位作者 李有为 付中敏 闫军 《水动力学研究与进展:A辑》 CSCD 北大核心 2011年第3期359-367,共9页
建立了基于非结构三角网格系统的非恒定浅水二维水流数学模型。基本控制方程采用浅水二维水流方程;采用能够有效捕捉激波的HLLC近似黎曼算子求解界面通量,并对界面变量进行数据重构,模型具有二阶精度;将地形高程定义在三角单元节点... 建立了基于非结构三角网格系统的非恒定浅水二维水流数学模型。基本控制方程采用浅水二维水流方程;采用能够有效捕捉激波的HLLC近似黎曼算子求解界面通量,并对界面变量进行数据重构,模型具有二阶精度;将地形高程定义在三角单元节点上,使得单元间地形连续变化,结合处理底坡的DFB(divergenceformforbedslopesourceterm)方法,保证了模型的和谐性,使其能够有效地模拟不规则地形条件上千湿边界变化过程中的水流过程;采用了隐式方法处理阻力项,从而保证了模型的稳定性。最后,通过四个经典算例对模型进行了系统地检验。结果表明:此模型具有很好的和谐性和稳定性,能够有效、准确地模拟复杂地形情况下水流运动,显示了广阔的应用前景。 展开更多
关键词 数学模型 非结构网格 激波 和谐性 稳定性
地表径流与地下渗流耦合的水动力数学模型
12
作者 曹志 张灿亨 王鑫 《武汉大学学报:工学版》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期545-548,共4页
深入研究暴雨作用下地表径流与地下渗流过程,对山洪与滑坡灾害防治意义重大.然而,迄今为止对地表与地下水流的相互作用机制的理解还极为有限.基于地表完整一维浅水动力学方程与地下二维饱和一非饱和渗流方程,建立地表径流与地下渗... 深入研究暴雨作用下地表径流与地下渗流过程,对山洪与滑坡灾害防治意义重大.然而,迄今为止对地表与地下水流的相互作用机制的理解还极为有限.基于地表完整一维浅水动力学方程与地下二维饱和一非饱和渗流方程,建立地表径流与地下渗流耦合水动力数学模型,并分别运用WAF-TVD二阶数值格式和ADI法进行离散求解.与现有实验数据比较,结果表明该模型能更好地模拟坡地的降雨产流和下渗过程.该计算模型具有健全的物理机制,将为深入研究地表一地下水流运动过程提供理论基础,有助于增强山洪与滑坡风险预测的可靠性. 展开更多
关键词 地表径流 地下渗流 水动力学模型 耦合模型
长江中下游五类典型河段航道整治工程经验总结 预览 被引量:4
13
作者 闫军 曹志 刘怀汉 《水道港口》 2010年第5期 511-519,共9页
对长江中下游已实施航道整治工程的河段进行总结归类,提出了5类典型河段,即矶头控制下的弯曲放宽河段、鹅头分汊的弯曲河段、两反向弯道之间的过渡河段、微弯分汊河段和顺直分汊河段。针对这5类典型河段的航道整治,选取工程实例,从航道... 对长江中下游已实施航道整治工程的河段进行总结归类,提出了5类典型河段,即矶头控制下的弯曲放宽河段、鹅头分汊的弯曲河段、两反向弯道之间的过渡河段、微弯分汊河段和顺直分汊河段。针对这5类典型河段的航道整治,选取工程实例,从航道概况、整治方案以及工程效果等方面进行了论述。最后归纳总结了这5类河段航道整治在工程技术上所取得的成功经验,可为后续长江中下游类似河段的航道整治提供理论参考。 展开更多
关键词 航道 整治工程 经验总结
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溃坝水流三维湍流的试验与数值分析 被引量:13
14
作者 曹志 郑力 钱忠东 《武汉大学学报:工学版》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期137-142,共6页
采用假定溃口形状,选取临界漫顶及坝体完全淹没2组不同流量,进行定床物理模型试验,测量了溃口内部水流的垂线流速分布.采用CFD软件FLUENT对2组三维溃坝水流进行全流场湍流数值模拟,其结果与试验值吻合较好,同时较为精细地捕捉到了坝前... 采用假定溃口形状,选取临界漫顶及坝体完全淹没2组不同流量,进行定床物理模型试验,测量了溃口内部水流的垂线流速分布.采用CFD软件FLUENT对2组三维溃坝水流进行全流场湍流数值模拟,其结果与试验值吻合较好,同时较为精细地捕捉到了坝前水位稳定后溃坝水流三维流场、湍动能和壁面剪切应力.结果表明:高强度壁面剪切应力可能为坝体侵蚀主要因素,在坝顶及溃口与坝面的连接处壁面剪切应力及湍动能出现极大值,强湍动能将使得侵蚀的泥沙迅速扩散到水体当中,随着水流的运动向下游输移.三维流动的存在,使得泥沙向下游输运的过程中先向溃口内部集中,到达下游河道后再逐渐扩散到整个河道中.小流量情况下,这一趋势不太明显,随着漫顶流量的增大这一趋势明显增强.以上水力条件可能为溃口迅速展宽、降低的主要因素. 展开更多
关键词 溃坝 气液两相流动 雷诺应力模型 VOF模型
暴雨山洪水动力学模型及初步应用 被引量:19
15
作者 王鑫 曹志 谈广鸣 《武汉大学学报:工学版》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期413-416,共4页
建立暴雨山洪水动力学数值模型.基本控制方程采用二维浅水方程,并考虑降雨和下渗;在空间上采用能有效捕捉激波的WAFTVD二阶格式;在时间上采用一阶龙格库塔法,并采用自适应时间步长满足数值稳定性要求,使模型对复杂地形也能保持高... 建立暴雨山洪水动力学数值模型.基本控制方程采用二维浅水方程,并考虑降雨和下渗;在空间上采用能有效捕捉激波的WAFTVD二阶格式;在时间上采用一阶龙格库塔法,并采用自适应时间步长满足数值稳定性要求,使模型对复杂地形也能保持高计算效率.基于该模型,提出新的方法确定山洪灾害的临界降雨条件,并应用于典型山洪易发区的暴雨山洪预报.计算结果表明该研究方法具有理论先进性和实际可操作性,为有效防御山洪灾害提供了新的技术. 展开更多
关键词 暴雨山洪灾害 水动力学模型 l临界降雨
可冲刷坡面滚波数值模拟研究 预览 被引量:2
16
作者 李侃禹 曹志 刘青泉 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2009年第1期24-27,38共5页
应用一维水沙耦合数学模型研究了可冲刷坡面上滚波的水动力学特性.模型的基本控制方程采用完整的、基于守恒定律的一维浅水动力学方程,运用能够捕捉激波和泥沙运动不连续性的WAF TVD二阶数值格式离散控制方程.通过复演定床滚波的运动... 应用一维水沙耦合数学模型研究了可冲刷坡面上滚波的水动力学特性.模型的基本控制方程采用完整的、基于守恒定律的一维浅水动力学方程,运用能够捕捉激波和泥沙运动不连续性的WAF TVD二阶数值格式离散控制方程.通过复演定床滚波的运动特点,对模型进行了验证.可冲刷坡面的滚波数值模拟结果表明,床面形态对滚波水动力学特性有显著的影响. 展开更多
关键词 滚波 可冲刷坡面 数值模拟
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溃坝水流三维计算模型比较 被引量:7
17
作者 郑力 钱忠东 +1 位作者 曹志 谈广鸣 《武汉大学学报:工学版》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期758-763,共6页
选取土石坝漫顶冲决过程中假定的溃口形状,采用FLOW-3D及FLUENT计算流体力学软件分别对固定溃口形状下漫坝水流进行全三维湍流数值模拟,对比研究溃坝水流的三维流动及水流对坝体的作用.结果表明,两者较为一致地反映了土石坝漫顶冲... 选取土石坝漫顶冲决过程中假定的溃口形状,采用FLOW-3D及FLUENT计算流体力学软件分别对固定溃口形状下漫坝水流进行全三维湍流数值模拟,对比研究溃坝水流的三维流动及水流对坝体的作用.结果表明,两者较为一致地反映了土石坝漫顶冲决过程中水流的流动及坝面应力分布,主要差异发生在坝体表面、水流自由液面附近以及水流掺混较为剧烈区域.理论上,FLOW-3D采用Tru—VOF方法捕捉自由液面所得水面附近结果应较为准确;FLUENT采用适应性较强的非结构化网格,所得壁面区域计算结果则更为合理.同时计算得到了较为精细的溃坝水流湍流结构和坝面壁面剪切应力分布,这将有助于深入理解大坝溃决的物理机理,进而促进溃坝洪水数学模型的发展及应用. 展开更多
关键词 溃坝 RNG k-ε模型 雷诺应力模型 VOF模型
强不规则地形上浅水二维流动的数值计算研究 预览 被引量:17
18
作者 王鑫 曹志 岳志远 《水动力学研究与进展:A辑》 CSCD 北大核心 2009年第1期 56-62,共7页
浅水流动数值模拟技术取得了显著进步,已能够有效地捕捉激波,但是应用于强不规则地形时计算困难,其原因在于:陡峭坡面上水流重力作用对数值稳定性有重要影响。采用简单的算子分裂法,即使是时间步长满足CFL稳定性准则,也可能致使计算不... 浅水流动数值模拟技术取得了显著进步,已能够有效地捕捉激波,但是应用于强不规则地形时计算困难,其原因在于:陡峭坡面上水流重力作用对数值稳定性有重要影响。采用简单的算子分裂法,即使是时间步长满足CFL稳定性准则,也可能致使计算不稳定,或者要求远比CFL稳定性准则更加苛刻的时间步长,从而严重影响计算效率。本文建立对强不规则地形和一般地形条件均能保持高效率的浅水二维数学模型:基本控制方程采用二维浅水方程;在空间上采用能捕捉激波的WAFTVD二阶精度格式;在时间上采用三阶TVD龙格库塔法,并采用自适应步长满足数值稳定性要求。将该模型应用于冰湖溃决洪水的模拟,试验结果表明:该文模型从本质上解除了强不规则地形对时间步长的约束,与现有数学模型相比,计算效率达到数量级上的提高,为强不规则地形上浅水二维流动数值模型的广泛应用(如高原与山丘区溃坝洪水数值预报等)提供了新的技术基础。 展开更多
关键词 强不规则地形 浅水流动 数值稳定性 自适应时间步长 计算效率
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强冲积河流过程二维水沙耦合数值模拟 被引量:4
19
作者 岳志远 曹志 +1 位作者 李新 车涛 《中国科学:G辑》 CSCD 2008年第8期962-972,共11页
强冲积河流过程泥沙运动非常活跃、河床变形快,与水流之间存在强烈的相互作用,传统的基于简化控制方程的非耦合数学模型违背了基本守恒律,只能近似地适用于弱冲积河流过程.建立普遍适用于强、弱冲积过程的二维水沙耦合数学模型,将... 强冲积河流过程泥沙运动非常活跃、河床变形快,与水流之间存在强烈的相互作用,传统的基于简化控制方程的非耦合数学模型违背了基本守恒律,只能近似地适用于弱冲积河流过程.建立普遍适用于强、弱冲积过程的二维水沙耦合数学模型,将现有对不可冲刷床面浅水二维流动的、可以捕捉激波和接触性间断的WAFTVD二阶数值方法扩展至可冲刷床面浅水二维水沙运动问题.应用该耦合模型研究了典型冰湖溃决洪水过程. 展开更多
关键词 冲积河流 洪水 耦合数学模型 泥沙运动 冰湖溃决洪水
滑坡体溃决洪水数学模型研究 预览 被引量:5
20
作者 岳志远 曹志 闫军 《水动力学研究与进展:A辑》 CSCD 北大核心 2008年第5期 492-500,共9页
滑坡体溃决过程中泥沙运动非常活跃、滑坡体变形速度快,且与水流之间存在着强烈的相互作用。现有水沙数学模型为非耦合模型,在一定程度上忽略了其基本力学特征,难以准确地描述这类物理问题。本文建立二维水沙耦合数学模型,并采用修... 滑坡体溃决过程中泥沙运动非常活跃、滑坡体变形速度快,且与水流之间存在着强烈的相互作用。现有水沙数学模型为非耦合模型,在一定程度上忽略了其基本力学特征,难以准确地描述这类物理问题。本文建立二维水沙耦合数学模型,并采用修正的上扬通量公式来描述泥沙运动和滑坡体溃决过程。运用该模型研究了试验条件下上游水流漫顶和淹没过程中滑坡体溃决诱发的水沙变化规律,数值解与水槽试验数据基本一致。研究表明:现有基于恒定均匀条件的泥沙上扬通量公式并不直接适用于复杂水流条件下滑坡体溃决过程,需要进行更深入的研究;滑坡体溃决能够引发强非恒定流甚至激波,传统的对渐变流的数值计算方法难以准确地捕捉该现象,必须采用高性能数值格式;现有经验方法难以准确地计算坝址处流量过程,以此作为边界条件的传统溃坝洪水数学模型未必能够获得准确、可靠的结果。 展开更多
关键词 数学模型 水沙耦合 滑坡体溢流侵蚀溃决 上扬通量 激波
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