復雜地形天然河道水流運動數(shù)值模擬研究.pdf

1、天然河道水流水面線，分別在恒定流和非恒定流兩個方面進行分析。應用伯努利方程和圣-維南方程組計算河道水面曲線。然而天然河流有多變的邊界條件和水流狀態(tài)，存在著復雜的流態(tài)及流態(tài)轉換問題。
　　 恒定流水面線計算應用伯努利方程，分析在緩流、急流、流態(tài)轉換及橋墩壅水情況下的水面曲線。由于它們的流動特性不同，在數(shù)值計算上迭代方法也是有差異的。
　　 非恒定流條件下，對于流態(tài)為緩流常采用普萊斯曼隱格式、直接差分法的擴散格式和特征線法的

2、庫朗格式。分析上述三種格式的計算結果，并利用質量守恒定律計算三種差分格式的水量平衡情況，得出庫朗格式在緩流情況下較其他兩種差分格式更滿足質量守恒定律。流態(tài)為急流時對此三種差分格式改進，在理論上推導出急流庫朗格式、急流擴散格式及急流普萊斯曼格式。
　　 河道在恒定流條件下的數(shù)值計算，求解峰值流量的水面線，計算方法簡便。而隨著天然河道流量的變化，用非恒定流數(shù)值計算河道水面曲線，與恒定流峰值流量的水面線相比，大部分水面線較高。