随着社会经济的发展,水环境问题已日益引起世界的关注。水环境评价与预测作为解决水环境问题的基础性工作,在水环境保护中具有重要的意义。水温是水环境质量评价的一项基本因素,准确的水温预测是许多水质模型的基础。而准确水温预测的关键就是建立定量描述的数学模型以及能反映实际物理过程的数值解法。高精度格式以其高度的准确性及能反映真实物理过程等优点在准确模拟及预测水温输移扩散等方面具有独特的优势。本文在前人研究的基础上,运用待定系数法,建立了一种求解对流扩散方程的高精度数值格式,并将之应用到河道一维、二维水流水温模型的建立。 全文共分为四章,各章主要内容如下: 引言叙述了数值计算发展概况和主要方法,较为系统的综述了国内外对流扩散方程数值模拟概况以及一维、二维水温预测模型的研究进展。结合国际CFD学术界对数值格式要求的倾向,指出高精度的数值模拟技术已经成为当前数值模拟技术的重要研究方向之一。 第一章 运用待定系数法,建立了求解一维、二维守恒型和非守恒型对流扩散方程的高精度的HAUC2格式。数值实验表明,该格式对对流占优与扩散占优两种情况的模拟均能取得满意的效果,可以推广到实际应用中污染物对流扩散问题的精细预测。 第二章 运用四点偏心Preissmann格式以及高精度的HAUC2格式分别离散水流控制方程和热输运方程,建立了一维非恒定水流水温非耦合数学模型。将模型运用到汉江皇庄-仙桃河段水温纵向输移扩散模拟中,取得了良好的效果,充分验证了本文一维水流水温模型的适用性。 第三章 应用有限体积法采用一阶迎风格式以及高精度的HAUC2格式分别离散二维水流控制方程以及热输运方程建立了平面二维非恒定水流水温非耦合模型。概化河道数值实验结果表明,本文模型能较好的模拟河道水流的流动,能较好的反映温度输移的基本规律,重现了真实的物理过程,可用于实际工程应用。 第四章 结论与展望。对本文工作进行总结并对以后的工作进了展望。