一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型

陈文龙; 宋利祥; 邢领航; 张文明; 周建中

高级搜索

全国中文核心期刊
中国科技核心期刊
美国工程索引（EI）收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型

陈文龙, 宋利祥, 邢领航, 张文明, 周建中

文章导航 > 水科学进展 > 2014 > 25(6): 848-855

陈文龙, 宋利祥, 邢领航, 张文明, 周建中. 一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型[J]. 水科学进展, 2014, 25(6): 848-855.

引用本文:

陈文龙, 宋利祥, 邢领航, 张文明, 周建中. 一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型[J]. 水科学进展, 2014, 25(6): 848-855.

CHEN Wenlong, SONG Lixiang, XING Linghang, ZHANG Wenming, ZHOU Jianzhong. A 1D-2D coupled mathematical model for numerical simulating of flood routine in flood protected zone[J]. Advances in Water Science, 2014, 25(6): 848-855.

Citation:

一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型

1.
水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室, 广东广州 510611;
2.
长江科学院, 湖北武汉 430010;
3.
华中科技大学水电与数字化工程学院, 湖北武汉 430074

基金项目: 广州市珠江科技新星专项(2014J2200067);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(CKSF2013024/SL)

详细信息

作者简介:
陈文龙(1977-), 男, 福建龙岩人, 高级工程师, 主要从事水利数值模拟研究.E-mail:longyancwl@163.com

通讯作者:
宋利祥, E-mail:dambreak@126.com

中图分类号: TV131.2

A 1D-2D coupled mathematical model for numerical simulating of flood routine in flood protected zone

1.
Key Laboratory of the Pearl River Estuarine Dynamics and Associated Process Regulation, Ministry of Water Resources, Guangzhou 510611, China;
2.
Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China;
3.
Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China

摘要: 针对防洪保护区溃堤及漫堤洪水演进数值模拟面临复杂计算域、河道-防洪保护区洪水耦合作用等问题,建立了基于侧向联解的一维-二维耦合水动力学模型.通过构造并求解Riemann问题实现一维-二维模型耦合,有效克服了基于堰流公式的传统方法难以处理模型间动量交换的缺点,也避免了堰流公式中流量系数选取的不确定性;提出了时间步长自适应匹配方法,解决了一维模型和二维模型时间步长不一致问题.算例研究表明,该模型可有效模拟河道-防洪保护区耦合系统中漫堤洪水和具有任意溃口形状的溃堤洪水演进过程,具有较好的推广应用价值.
- 防洪保护区 /
- 一维-二维耦合 /
- 水动力学模型 /
- 洪水演进 /
- 数值模拟
Abstract: A 1D-2D coupled hydrodynamic model is developed by using a lateral linkage for numerical simulating of flood routine in flood protected zone with complex geometries and hydraulic interactions between river and flood protected zone. A Riemann problem based model coupling method is proposed to resolve the problem of no momentum exchange and the uncertainty of discharge coefficient from the traditional coupling method based on the weir equation. Besides, an adaptive time-stepping method is used for the 2D model to trace the time line of the 1D model. Numerical results show that the proposed model can effectively simulate the flood due to dyke-overtopping and dyke-break in the coupled system of river and flood protected zone, thus has bright application prospects.
- flood protected zone /
- 1D-2D coupling /
- hydrodynamic model /
- flood routine /
- numerical simulation

[1]	周建银, 姚仕明, 王敏, 朱勇辉, 陈栋. 土石坝漫顶溃决及洪水演进研究进展 . 水科学进展, 2020, 31(2): 287-301. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.02.015
[2]	张晓雷, 夏军强, 陈倩, 果鹏. 生产堤溃决后漫滩水流的概化模型试验研究 . 水科学进展, 2018, 29(1): 100-108. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.012
[3]	卢程伟, 周建中, 江焱生, 何典灿. 复杂边界条件多洪源防洪保护区洪水风险分析 . 水科学进展, 2018, 29(4): 514-522. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.04.007
[4]	果鹏, 夏军强, 陈倩, 李娜. 基于力学过程的蓄滞洪区洪水风险评估模型及应用 . 水科学进展, 2017, 28(6): 858-867. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.06.007
[5]	夏军强, 张晓雷, 邓珊珊, 李洁. 黄河下游高含沙洪水过程一维水沙耦合数学模型 . 水科学进展, 2015, 26(5): 686-697. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.05.010
[6]	李一平, 唐春燕, 余钟波, Acharya Kumud. 大型浅水湖泊水动力模型不确定性和敏感性分析 . 水科学进展, 2012, 23(2): 271-277. doi: CNKI: 32.1309.P.20120224.2002.009
[7]	黄金柏, 王斌, 桧谷治, 山本晋一. 耦合融雪的分布式流域"降雨-径流"数值模型 . 水科学进展, 2012, 23(2): 194-199. doi: CNKI: 32.1309.P.20120224.2003.016
[8]	王智勇, 陈永灿, 朱德军, 刘昭伟. 一维-二维耦合的河湖系统整体水动力模型 . 水科学进展, 2011, 22(4): 516-522.
[9]	姜国强, 任秀文, 李炜. 横流环境湍射流涡动力学特性数值模拟 . 水科学进展, 2010, 21(3): 307-314.
[10]	董贵明, 束龙仓, 王茂枚, 鲁程鹏, 刘丽红. 渗流-水平井流耦合数学模型和数值模拟 . 水科学进展, 2009, 20(6): 830-837.
[11]	赖锡军. 水动力学模型与集合卡尔曼滤波耦合的实时校正多变量分析方法 . 水科学进展, 2009, 20(2): 241-248.
[12]	唐洪武, 雷燕, 顾正华. 河网水流智能模拟技术及应用 . 水科学进展, 2008, 19(2): 232-237.
[13]	李福田, 刘沛清, 马宝峰. 高拱坝宽尾墩三维流场数值模拟 . 水科学进展, 2005, 16(2): 185-188.
[14]	戴会超, 王玲玲. 淹没水跃的数值模拟 . 水科学进展, 2004, 15(2): 184-188.
[15]	戴会超, 魏文礼. 曲线坐标系二维带自由表面强紊动水流数值模拟 . 水科学进展, 2004, 15(6): 728-734.
[16]	余明辉, 张小峰. 平面二维溃堤水流泥沙数值模拟 . 水科学进展, 2001, 12(3): 286-290.
[17]	陈家军, 奚成刚, 王金生. 非饱和带水-气二相流数值模拟研究进展 . 水科学进展, 2000, 11(2): 208-214.
[18]	吴浩云. 杭嘉湖地区洪水演进水动力学模型研究 . 水科学进展, 1998, 9(3): 265-268.
[19]	谭维炎, 胡四一, 王银堂, 徐承隆, 仲志余, 胡维忠. 长江中游洞庭湖防洪系统水流模拟——Ⅰ．建模思路和基本算法 . 水科学进展, 1996, 7(4): 336-345.
[20]	仲志余, 徐承隆, 胡维忠. 长江中下游水文学洪水演进模型研究 . 水科学进展, 1996, 7(4): 354-360.

点击查看大图

计量

文章访问数: 252
HTML全文浏览量: 31
PDF下载量: 684
被引次数: 0

一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型

1. 水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室, 广东广州 510611;

2. 长江科学院, 湖北武汉 430010;

3. 华中科技大学水电与数字化工程学院, 湖北武汉 430074

基金项目: 广州市珠江科技新星专项(2014J2200067);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(CKSF2013024/SL)

作者简介:
陈文龙(1977-), 男, 福建龙岩人, 高级工程师, 主要从事水利数值模拟研究.E-mail:longyancwl@163.com

通讯作者: 宋利祥, E-mail:dambreak@126.com

收稿日期: 2014-06-05
刊出日期: 2014-11-25

中图分类号: TV131.2

关键词:

摘要: 针对防洪保护区溃堤及漫堤洪水演进数值模拟面临复杂计算域、河道-防洪保护区洪水耦合作用等问题,建立了基于侧向联解的一维-二维耦合水动力学模型.通过构造并求解Riemann问题实现一维-二维模型耦合,有效克服了基于堰流公式的传统方法难以处理模型间动量交换的缺点,也避免了堰流公式中流量系数选取的不确定性;提出了时间步长自适应匹配方法,解决了一维模型和二维模型时间步长不一致问题.算例研究表明,该模型可有效模拟河道-防洪保护区耦合系统中漫堤洪水和具有任意溃口形状的溃堤洪水演进过程,具有较好的推广应用价值.

English Abstract

陈文龙, 宋利祥, 邢领航, 张文明, 周建中. 一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型[J]. 水科学进展, 2014, 25(6): 848-855.

引用本文:

陈文龙, 宋利祥, 邢领航, 张文明, 周建中. 一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型[J]. 水科学进展, 2014, 25(6): 848-855.

Citation:

全文HTML

下载: 全尺寸图片幻灯片

返回文章

用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

留言板

一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型

作者简介:
陈文龙(1977-), 男, 福建龙岩人, 高级工程师, 主要从事水利数值模拟研究.E-mail:longyancwl@163.com

通讯作者:
宋利祥, E-mail:dambreak@126.com

A 1D-2D coupled mathematical model for numerical simulating of flood routine in flood protected zone

计量

一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型

1. 水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室, 广东广州 510611;

2. 长江科学院, 湖北武汉 430010;

3. 华中科技大学水电与数字化工程学院, 湖北武汉 430074

作者简介:
陈文龙(1977-), 男, 福建龙岩人, 高级工程师, 主要从事水利数值模拟研究.E-mail:longyancwl@163.com

通讯作者: 宋利祥, E-mail:dambreak@126.com

English Abstract

A 1D-2D coupled mathematical model for numerical simulating of flood routine in flood protected zone

1. Key Laboratory of the Pearl River Estuarine Dynamics and Associated Process Regulation, Ministry of Water Resources, Guangzhou 510611, China;

2. Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China;

3. Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China

全文HTML

目录

留言板

一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型

作者简介: 陈文龙(1977-), 男, 福建龙岩人, 高级工程师, 主要从事水利数值模拟研究.E-mail:longyancwl@163.com

通讯作者: 宋利祥, E-mail:dambreak@126.com

A 1D-2D coupled mathematical model for numerical simulating of flood routine in flood protected zone

计量

出版历程

一维-二维耦合的防洪保护区洪水演进数学模型

1. 水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室, 广东广州 510611; 2. 长江科学院, 湖北武汉 430010; 3. 华中科技大学水电与数字化工程学院, 湖北武汉 430074

作者简介: 陈文龙(1977-), 男, 福建龙岩人, 高级工程师, 主要从事水利数值模拟研究.E-mail:longyancwl@163.com

通讯作者: 宋利祥, E-mail:dambreak@126.com

English Abstract

A 1D-2D coupled mathematical model for numerical simulating of flood routine in flood protected zone

1. Key Laboratory of the Pearl River Estuarine Dynamics and Associated Process Regulation, Ministry of Water Resources, Guangzhou 510611, China; 2. Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China; 3. Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China

全文HTML

目录

作者简介:
陈文龙(1977-), 男, 福建龙岩人, 高级工程师, 主要从事水利数值模拟研究.E-mail:longyancwl@163.com

通讯作者:
宋利祥, E-mail:dambreak@126.com

1. 水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室, 广东广州 510611;

2. 长江科学院, 湖北武汉 430010;

3. 华中科技大学水电与数字化工程学院, 湖北武汉 430074

作者简介:
陈文龙(1977-), 男, 福建龙岩人, 高级工程师, 主要从事水利数值模拟研究.E-mail:longyancwl@163.com

1. Key Laboratory of the Pearl River Estuarine Dynamics and Associated Process Regulation, Ministry of Water Resources, Guangzhou 510611, China;

2. Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China;

3. Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China