【摘 要】
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基于同位网格的有限体积法作为一种具有良好发展前景的数值计算方法已经被越来越多的应用于水力学计算中,本文在研究现有数学模型的基础上,选用守恒性较好的有限体积法,建立
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基于同位网格的有限体积法作为一种具有良好发展前景的数值计算方法已经被越来越多的应用于水力学计算中,本文在研究现有数学模型的基础上,选用守恒性较好的有限体积法,建立了基于同位网格的一般曲线坐标系下平面二维水流数学模型。
系统的回顾了国内外水流数学模型研究概况与同位网格研究进展,在此基础上提出了本文的主要研究内容。
参照平面直角坐标系下水流控制方程,推导了一般曲线坐标系下的平面二维水流数值模拟所需的基本控制方程。在同位网格下采用有限体积法离散平面二维水流水深平均运动方程组,选用一般曲线坐标下的“逆变速度分量”作为流速计算变量,以便于界面流速的插值处理。重点研究了基于同位网格SIMPLE算法的实施方法。推导了速度修正方程和水位修正方程,最后给出了SIMPLE算法详细的计算步骤。
以长江下游安庆水道为例,对本文构建的同位网格下平面二维水流数学模型进行了验证,数值模拟结果与实测结果吻合较好,表明了本文构建的模型是合理可靠的。
将数学模型应用到长江下游安庆水道航道整治工程的水流计算中,计算得出了工程前后安庆水道的水位、流速场。通过此工程方案的计算,说明此方法对实际工程问题行之有效。
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