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三维水流盐度数学模型

在对近年来国内外三维紊流计算的有关文献进行了细致的分析研究基础上,本文将三维紊流计算中常用的σ坐标变换加以改进,引入垂向分层系数k_0,采用σ=k_0 (z-η)/D的变换方法,以期更好地与实际地形相匹配,改善常见σ坐标变换数学模型在地形复杂地区容易发散的问题,并给出了k_0的确定方法。根据上述思想,从雷诺方程出发,采用静压假定和包辛内斯克的紊动粘性系数假说,建立了新坐标系中的紊流控制方程组,同时给出了对物质输运过程具有代表性的盐度输运方程、相应的边界条件及完整的推导过程。分析了在新坐标系下应用k-ε模型可能存在的问题,并从模型的特点出发,以对数流速分布为基础,导出了垂向紊动粘性系数的分布公式。采用有限差分法对新坐标系中的模型控制方程进行了数值离散,根据差分格式编制了相应的计算程序。分别对垂向二维恒定流的垂向流速分布,实验水槽三维恒定流的垂向流速分布与横向流速分布进行了计算,将计算结果与相应的实测资料以及理论结果对比分析,证明了  (本文共108页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

河口盐水入侵的数值模拟研究

由于河口盐水入侵灾害的日益突出,该问题的研究受到了人们的关注。通过建立水流、盐度数学模型,进行河口盐度输移的数值模拟,对河口盐度的分布特征以及其受河口各种水动力因素的影响进行探讨分析,将有利于河口盐水入侵的防治。本文跟踪了国内外河口盐水入侵问题研究的最新动向,采用数值模拟方法对河口盐水入侵展开了系列研究,内容涉及一维、一、二维联解及三维的水流、盐度数值模拟、模型建立和运行中一些关键问题的处理、径流量、潮差、波浪和风对河口盐水入侵的影响分析、以及珠江河口伶仃洋的盐水入侵模拟。论文采用多套实测资料对建立的模型进行了验证,合理地再现与分析了河口区的盐水入侵现象。论文的主要内容可以归纳为以下几个方面:1.系统归纳与评述了河口盐水入侵的危害、复杂性及各种影响因素,总结了盐水入侵的主要研究方法和国内外盐水入侵问题的研究现状。2.针对网河区水系复杂交错、河口区较宽广的不同特点以及实际工程研究的不同需要,分别建立了一维和一、二维联解水流、盐度模...  (本文共191页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京水利科学研究院
南京水利科学研究院

长江口水流盐度数值模拟

长江口由于径流和潮流的相互消长,盐水入侵极其复杂。论文参考已有的研究成果并运用现场实测资料,对长江口地区河床及动力特性及其对盐水入侵所产生的影响进行分析,探索了盐度随时间和空间变化规律。建立了潮汐河口平面二维、三维水流盐度数学模型,并开发了包括建模、计算和演示的完整数值模拟系统,在系统编制中提出了计算过程可视化概念。运用平面二维水流盐度数学模型对包括杭州湾在内的长江口大模型进行模拟,验证结果与实测资料基本一致。对整个长江口地区水流盐度进行了各种水情组合模拟计算,并与现场资料分析结果进行对比,进一步从宏观上了解长江口地区盐水入侵的规律及影响的动力因素。通过拦门沙水域的盐度滩槽变化分析,得出拦门沙地区盐度随水流的扩散输移的一般规律。利用三维斜压水流盐度数学模型对北槽区域进行了模拟计算。研究了盐水入侵产生的斜压项和水面比降项在潮周期中的相对关系,并分析了斜压项对水流的作用。结合正在进行的航道治理工程,在模型中探讨了航道增深后对盐水入侵...  (本文共98页) 本文目录 | 阅读全文>>

《水运工程》2015年10期
水运工程

珠江河口航道整治工程对咸潮上溯的影响研究

基于MIKE3 FW模式,建立覆盖整个珠江8大口门区的三维高精度水流盐度数学模型,研究珠江口的咸潮上溯问题。模型主要采用三角形无结构网格,航道较为顺直,采用四边形网格进行加密。模型验证良好,能够较好地反映珠江口地...  (本文共6页) 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

近海与湖泊三维水动力及物质输运的数值模拟研究和应用

近年来,人们越来越多的关注近海和湖泊的环境问题。近岸区、河口区是人类活动密集频繁区域,本身动力条件复杂,又处在陆海交汇的敏感地带,从而导致本区域生态环境脆弱。湖泊是最重要的水资源之一,是湖泊流域生态系统健康发展的物质基础,是国民经济迅速发展的重要保障。研究近海及湖泊的三维水流运动以及物质输运具有非常重要的意义。为了研究多岛屿、地形及流态复杂的瓯江口海区的水动力过程,本文将EFDC模型应用于该海区潮流场和盐度场的数值模拟。对比实测资料校核了模型参数,把模拟结果和实测潮位、流速和盐度进行了比较,吻合较好,并对瓯江口海区的潮流场以及盐度场进行了详细分析,发现近岸和江口及乐清湾大部分区域往复流明显,离岸越远旋转流越明显,河口处盐度在垂线分布上呈强混合型。结果表明:该模式成功复演了瓯江口海区的潮流和盐度变化过程,可以用于模拟和分析河口及近海海域的动力场。对实测风场和吞吐流作用下的太湖流场进行了数值模拟,水位模拟结果与实测值符合较好,在此基...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

《水利水运工程学报》2004年02期
水利水运工程学报

长江口水流盐度数值模拟

利用长江口平面二维水流盐度数学模型,模拟计算了4种水文组合条件下径流和潮流对盐水入侵的影响.探讨...  (本文共5页) 阅读全文>>