河道三維水流數(shù)學(xué)模型研究與應(yīng)用.pdf

1、河道水流的運(yùn)動(dòng)情況關(guān)系著人類的生活、交通、航運(yùn)等，在流域規(guī)劃、河道演變、引水航運(yùn)、水工建筑物建設(shè)等諸多工程問題，都需要考慮到河道水流的運(yùn)動(dòng)情況，因此，對(duì)河道水流運(yùn)動(dòng)的研究有著重要的意義。
　　本文是基于HydroInfo水力信息系統(tǒng)，建立了較為精確并且具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的河道三維水流數(shù)學(xué)模型。該模型利用自由表面上壓力邊值條件的特點(diǎn)，考慮了非靜水壓強(qiáng)的影響，計(jì)算網(wǎng)格采用平面上非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格、垂向分層動(dòng)網(wǎng)格的三維分層動(dòng)網(wǎng)格的方法進(jìn)行劃分，

2、并用有限體積法對(duì)三維水流運(yùn)動(dòng)的控制方程進(jìn)行離散求解，保證了較好的計(jì)算精度。討論了對(duì)模擬過程中關(guān)鍵問題的處理，并根據(jù)實(shí)際情況，采取較合理的計(jì)算參數(shù)，保證模型的可行性及準(zhǔn)確性。
　　本文建立了三維潰壩水流模型和長江斗湖堤河段三維水流數(shù)學(xué)模型，并對(duì)其分別進(jìn)行模擬計(jì)算，將水流速度場、水深、流量等水力要素的模擬結(jié)果與實(shí)測值進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，結(jié)果表明:在HydroInfo水力信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上創(chuàng)建的三維水流模型能夠很好的反映水流的三維特性，具有可靠性

3、、準(zhǔn)確性以及很好的工程適用性。
　　本文將建立的三維水流模型應(yīng)用于長江流域萊家鋪河道的三維水流運(yùn)動(dòng)中，首先利用實(shí)測數(shù)據(jù)對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行合理化率定，并對(duì)該河道進(jìn)行模型建立及驗(yàn)證，通過實(shí)測數(shù)據(jù)與計(jì)算值的對(duì)比驗(yàn)證，結(jié)果吻合較好，進(jìn)一步證明了模型參數(shù)選取的合理可靠;其次應(yīng)用該模型對(duì)該河道修建護(hù)灘工程前后的水流情況進(jìn)行模擬分析，并考慮不同的流量下工程前后的水流情況，對(duì)工程前后局部水流的變化進(jìn)行對(duì)比，并展示了工程前后三維水流的流速分布情況、水深