山區(qū)河流平面二維泥沙數(shù)學(xué)模型.pdf

1、該文根據(jù)山區(qū)河流的特點(diǎn),對(duì)傳統(tǒng)的二維模型進(jìn)行改進(jìn),建立了山區(qū)河流平面二維推移質(zhì)數(shù)學(xué)模型.由于山區(qū)河流邊界復(fù)雜極為不規(guī)則,該文采用了貼體坐標(biāo)網(wǎng)格剖分求解域,在邊界附近保持網(wǎng)格的正交性,又可以控制網(wǎng)格的疏密,保持網(wǎng)格的平滑.對(duì)貼體坐標(biāo)系下的水流控制方程采用有限差分ADI法離散,對(duì)離散化后的方程組用追趕法求解.該方法穩(wěn)定性好,運(yùn)算速度快,同時(shí)占用內(nèi)存少.在邊界處理上采用"凍結(jié)"法,該方法可以方便的處理水邊線問題,同時(shí)又可以使計(jì)算連續(xù),不會(huì)帶來

2、流量的損失.模型中還對(duì)地形、水深等進(jìn)行了平滑、概化,可以避免深潭、淺灘等急變形給模擬帶來較大的誤差.泥沙模型中,將床面按可動(dòng)層分層來計(jì)算,可以方便地計(jì)算各層泥沙級(jí)配.根據(jù)非均勻沙的特點(diǎn)建立非均勻沙起動(dòng)切應(yīng)力公式,將其引入二維模型計(jì)算,使模型能夠用于非均勻沙的計(jì)算.對(duì)岷江都江堰外江河段進(jìn)行了流場(chǎng)和推移質(zhì)沖刷模擬計(jì)算.并與實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明該模型能夠用于山區(qū)河流的計(jì)算.此外還嘗試性的采用CFD商業(yè)軟件Fluent的歐拉固液兩相流模