垂向二维非恒定流及悬浮物分布模型研究

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

垂向二维非恒定流及悬浮物分布模型研究

冯小香, 张小峰, 崔占峰

文章导航 > 水科学进展 > 2006 > 17(4): 518-524

冯小香, 张小峰, 崔占峰. 垂向二维非恒定流及悬浮物分布模型研究[J]. 水科学进展, 2006, 17(4): 518-524.

引用本文:

冯小香, 张小峰, 崔占峰. 垂向二维非恒定流及悬浮物分布模型研究[J]. 水科学进展, 2006, 17(4): 518-524.

FENG Xiao-xiang, ZHANG Xiao-feng, CUI Zhan-feng. Numerical modeling of vertical 2D unsteady flow and suspended material distribution[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(4): 518-524.

Citation:

FENG Xiao-xiang, ZHANG Xiao-feng, CUI Zhan-feng. Numerical modeling of vertical 2D unsteady flow and suspended material distribution[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(4): 518-524.

垂向二维非恒定流及悬浮物分布模型研究

1.
武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室, 湖北, 武汉, 430072;
2.
交通部天津水运工程科学研究院, 天津, 300456;
3.
长江科学院河流研究所, 湖北, 武汉, 430010

基金项目: 教育部高校博士点基金资助项目(20030486030)

作者简介:
冯小香(1977- ),女,河南温县人,武汉大学博士研究生,主要从事河流数值模拟研究.E-mail:kathyfxx@163.com

中图分类号: TV133

Numerical modeling of vertical 2D unsteady flow and suspended material distribution

1.
State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China;
2.
Tianjin Research Institute of Waterway Transport Engineering, Tianjin 300456, China;
3.
Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China

Funds: The study is financially supported by the ph.D.Programs Foundation of Education of China (No.20030486030)

摘要: 采用σ坐标变换拟合复杂边界、VOF方法追踪自由水面变化和SIMPLE算法求解控制方程等建立垂向二维非恒定水流及悬浮物分布数学模型。该模型适用于变量在横向上分布基本均匀的水流流动特性及悬浮物扩散迁移过程的模拟,与刚盖假定或静水压强假定等条件下建立的垂向二维数学模型相比更符合实际情况。分别对概化水库水流结构的沿程变化、明渠均匀流及带有槽沟的明渠非均匀流及悬浮物浓度分布进行了模拟,计算结果与实测值符合良好。模型的应用可为河道或水库的洪水调度、水污染控制、取水工程优化等提供参考。
- 垂向二维模型 /
- σ坐标变换 /
- 自由水面 /
- 悬浮物 /
- 非恒定流
Abstract: Based on the σ-coordinate transformation to fit the complicated boundary, the VOF to track the moving free surface and the SIMPLE algorithm, this paper proposes a vertical 2D unsteady flow and suspended material distribution model.It is efficiency, and able to simulate flow characteristic and transportation process of suspended material in reservoirs and rivers for the comparative uniform of the variation distribution in lateral direction.And it has an advantage over the other models with hydrostatic pressure or rigid-lid assumption.By the numerical verification of the schematic reservoir, the open-channel and trench, the model proves its reliability and validity in simulating vertical 2D flow and the concentration distribution of the suspended material.It can also give a scientific reference to flood dispatching, water pollution control and the optimization of the water diversion project, etc.
- vertical 2D model /
- σ-coordinate transformation /
- free surface, suspended material /
- unsteady flow /

[1]	陈小红,刘美南,林艳珊.水库垂向二维水质分布研究[J].水利学报,1997(4):9-16.
[2]	雒文生,周志军.水库垂直二维湍流与水温水质耦合模型[J].水电能源科学,1997,15(3):1-7.
[3]	江春波,张庆海,高忠信.河道立面二维非恒定水温及污染物分布预报模型[J].水利学报,2000(9):20-24.
[4]	冯民权,周孝德,郑邦民.糯扎渡水电站垂向二维非恒定流的数值模拟[J].水力发电学报,2003,82(3):88-94.
[5]	Philips N A.A coordinate system having some special advantages for numerical forecasting[J].J Meteorol,1957,14:184-185.
[6]	Stansby P K,Zhou J.Shallow-water flow solver with non-hydrostatic pressure:2D vertical plane problems[J].Int J Num Met Fluids,1998,28:541-563.
[7]	Lin P,Li C.A σ-coordinate three-dimensional numerical model for surface wave propagation[J].Int J Num Met Fluids,2002,38:1 045-1 068.
[8]	刘儒勋,王志峰.数值模拟方法和运动界面追踪[M].合肥:中国科技大学出版社,2001.168-172.
[9]	Hirt C W,Nichols B D.Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries[J].J Comput Phys,1981,39:201-225.
[10]	戴会超.泄水建筑物紊流数值模拟研究及应用[D].南京:河海大学,1994.32-45.
[11]	VERSTEEG H K,MALALASEKERA W.An introduction to computational fluid dynamics[M].北京:世界图书出版公司,2000.180-183.
[12]	Jobson H E,Sayre W W.Vertical transfer in open channel flow[J].J Hydr Engrg,ASCE,1970,96(10):1 983-1 996.
[13]	Van Rijn L C.Mathematical modeling of suspended sediment in nonuniform flows[J].J Hydr Engrg,ASCE,1986,112(6):433-455.

[1]	陈永平, 陈雨航, 徐振山, EbenezerOtoo, 周安骐. 排海污水挟沙射流研究进展 . 水科学进展, 2022, 33(4): 671-682. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2022.04.014
[2]	王乐, AlanJ S Cuthbertson, 张尚弘, 王永强. 非恒定流驱动下床面形态变化特征 . 水科学进展, 2021, 32(5): 751-758. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.05.010
[3]	曹斌, 邹燚, 夏建新. 不同粒度颗粒在非恒定管流中跟随性试验 . 水科学进展, 2017, 28(3): 356-363. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.03.005
[4]	周俊伟, 包为民, 孙逸群, 张乾. 河道一维非恒定流微分结构摩阻公式及其试验论证 . 水科学进展, 2017, 28(4): 571-578. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.011
[5]	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.
[6]	李一平, 逄勇, 罗潋葱. 波流作用下太湖水体悬浮物输运实验及模拟 . 水科学进展, 2009, 20(5): 701-706.
[7]	吴挺峰, 罗潋葱, 崔广柏, 秦伯强, 虞左明, 姚志明. 河流型水库垂向二维水沙数学模型 . 水科学进展, 2009, 20(2): 215-221.
[8]	方神光, 李玉荣, 吴保生. 大型输水渠道闸前常水位的研究 . 水科学进展, 2008, 19(1): 68-71.
[9]	茅泽育, 许昕, 王爱民, 赵雪峰, 肖汉. 基于适体坐标变换的二维河冰模型 . 水科学进展, 2008, 19(2): 214-223.
[10]	赖锡军, 傅国圣, 孙波. 非恒定水流计算的最优控制问题及其变分求解 . 水科学进展, 2008, 19(4): 537-545.
[11]	向军, 逄勇, 李一平, 魏海, 王鹏, 刘兴平. 浅水湖泊水体中不同颗粒悬浮物静沉降规律研究 . 水科学进展, 2008, 19(1): 111-115.
[12]	汪守东, 沈永明, 姜恒志. 基于未确知信息的环状河网水质数学模型研究 . 水科学进展, 2007, 18(6): 871-878.
[13]	范杰, 王长德, 管光华, 崔巍. 渠道非恒定流水力学响应研究 . 水科学进展, 2006, 17(1): 55-60.
[14]	朱广伟, 秦伯强, 高光. 强弱风浪扰动下太湖的营养盐垂向分布特征 . 水科学进展, 2004, 15(6): 775-780.
[15]	陈前海, 方红卫, 王光谦. 三门峡库区一维非恒定非均匀泥沙输移数学模型 . 水科学进展, 2004, 15(2): 160-164.
[16]	张运林, 秦伯强, 陈伟民. 湖泊光学研究动态及其应用 . 水科学进展, 2003, 14(5): 653-659.
[17]	魏根群, 陈璧宏, 宿晓辉. 反调节水库非恒定流数值模拟 . 水科学进展, 2001, 12(4): 491-498.
[18]	程永光, 索丽生. 计算明渠非恒定流的一个Lattice BGK模型 . 水科学进展, 2000, 11(4): 362-367.
[19]	李玉梁, 卞振举, 陈嘉范. 珠江广州河段纵向离散特性研究 . 水科学进展, 1995, 6(1): 10-15.
[20]	吴玉柏, 黄俊友, 孙文高, 朱成仁, 储呈兰. 海涂垦区骨干除涝排水系统的优化设计 . 水科学进展, 1992, 3(4): 295-303.

WeChat

点击查看大图

计量

文章访问数: 178
HTML全文浏览量: 11
PDF下载量: 640
被引次数: 0

垂向二维非恒定流及悬浮物分布模型研究

1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室, 湖北, 武汉, 430072;

2. 交通部天津水运工程科学研究院, 天津, 300456;

3. 长江科学院河流研究所, 湖北, 武汉, 430010

基金项目: 教育部高校博士点基金资助项目(20030486030)

作者简介:
冯小香(1977- ),女,河南温县人,武汉大学博士研究生,主要从事河流数值模拟研究.E-mail:kathyfxx@163.com

收稿日期: 2005-02-01
修回日期: 2005-04-12
刊出日期: 2006-07-25

中图分类号: TV133

关键词:

垂向二维模型 /

σ坐标变换 /

摘要: 采用σ坐标变换拟合复杂边界、VOF方法追踪自由水面变化和SIMPLE算法求解控制方程等建立垂向二维非恒定水流及悬浮物分布数学模型。该模型适用于变量在横向上分布基本均匀的水流流动特性及悬浮物扩散迁移过程的模拟,与刚盖假定或静水压强假定等条件下建立的垂向二维数学模型相比更符合实际情况。分别对概化水库水流结构的沿程变化、明渠均匀流及带有槽沟的明渠非均匀流及悬浮物浓度分布进行了模拟,计算结果与实测值符合良好。模型的应用可为河道或水库的洪水调度、水污染控制、取水工程优化等提供参考。

English Abstract

冯小香, 张小峰, 崔占峰. 垂向二维非恒定流及悬浮物分布模型研究[J]. 水科学进展, 2006, 17(4): 518-524.

引用本文:

冯小香, 张小峰, 崔占峰. 垂向二维非恒定流及悬浮物分布模型研究[J]. 水科学进展, 2006, 17(4): 518-524.

FENG Xiao-xiang, ZHANG Xiao-feng, CUI Zhan-feng. Numerical modeling of vertical 2D unsteady flow and suspended material distribution[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(4): 518-524.

Citation:

FENG Xiao-xiang, ZHANG Xiao-feng, CUI Zhan-feng. Numerical modeling of vertical 2D unsteady flow and suspended material distribution[J]. Advances in Water Science, 2006, 17(4): 518-524.

全文HTML

参考文献 (13)

/

下载: 全尺寸图片幻灯片

分享

用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

返回