本文關(guān)鍵詞：三維水沙運(yùn)動(dòng)及河床變形數(shù)學(xué)模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《長(zhǎng)江科學(xué)院》 2011年

采砂坑演變的立面二維數(shù)值模擬研究

孫先  

【摘要】：采砂坑演變過程的研究對(duì)評(píng)估采砂影響、編制采砂規(guī)劃具有重要意義。 本文利用σ坐標(biāo)變換和水位函數(shù)法求解自由水面,在交錯(cuò)網(wǎng)格上利用有限差分法和分步解法離散控制方程,提出了河床坍塌時(shí)河床高程調(diào)整的數(shù)學(xué)處理方法,建立了一種新的立面二維水沙數(shù)學(xué)模型。利用其水動(dòng)力學(xué)模型模擬微幅波運(yùn)動(dòng),比較模擬結(jié)果和理論值,驗(yàn)證了立面二維水動(dòng)力學(xué)模型的可靠性;利用其泥沙模型模擬清水沖刷河床試驗(yàn),比較模擬值與相應(yīng)的試驗(yàn)值對(duì)立面二維泥沙模型進(jìn)行了率定。模型驗(yàn)證結(jié)果表明,建立的立面二維水沙數(shù)學(xué)模型能較好的模擬采砂坑的演變過程。 運(yùn)用率定后的立面二維水沙數(shù)學(xué)模型模擬了無采砂坑河道的演變過程,分析了泥沙擴(kuò)散系數(shù)和進(jìn)口懸移質(zhì)含沙量對(duì)河道演變的影響;在此基礎(chǔ)上,選取不同的參數(shù),分別模擬了淤積河段和沖刷河段采砂坑的演變過程,成果表明沖刷河段采砂比淤積河段采砂更為不利。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)江科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TV147
【目錄】：

摘要4-5

ABSTRACT5-8

第一章 緒論8-15

1.1 研究意義8-9

1.2 研究現(xiàn)狀9-11

1.2.1 立面二維數(shù)學(xué)模型研究現(xiàn)狀9-10

1.2.2 數(shù)值模擬采砂河道演變研究現(xiàn)狀10-11

1.3 幾個(gè)重難點(diǎn)問題的處理11-13

1.3.1 計(jì)算網(wǎng)格的劃分11-12

1.3.2 自由表面的處理12-13

1.3.3 動(dòng)水壓力的求解13

1.3.4 床面泥沙邊界條件的給定13

1.3.5 河床坍塌的處理方法13

1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線13-15

第二章 控制方程及其離散15-32

2.1 笛卡爾坐標(biāo)系下的控制方程15-16

2.1.1 水流運(yùn)動(dòng)基本方程15-16

2.1.2 泥沙輸運(yùn)方程16

2.1.3 河床變形方程16

2.2 σ 坐標(biāo)系下立面二維水流泥沙運(yùn)動(dòng)方程16-18

2.3 控制方程的離散以及求解18-28

2.3.1 計(jì)算網(wǎng)格布置18-19

2.3.2 控制方程的離散及其求解19-26

2.3.3 邊界條件26-28

2.4 河床坍塌的處理方法28-30

2.5 計(jì)算流程圖30

2.6 本章小結(jié)30-32

第三章 模型驗(yàn)證32-38

3.1 立面二維水動(dòng)力學(xué)模型的驗(yàn)證32-35

3.2 立面二維泥沙模型的驗(yàn)證35-37

3.3 本章小結(jié)37-38

第四章 采砂坑演變研究38-58

4.1 無采砂坑河道演變研究38-44

4.1.1 泥沙擴(kuò)散系數(shù)的選擇39-41

4.1.2 進(jìn)口來沙條件對(duì)懸移質(zhì)含沙量分布影響41-42

4.1.3 無沙坑河道的演變過程42-44

4.2 采砂河道演變研究44-56

4.2.1 進(jìn)口段河床演變45-46

4.2.2 采砂坑附近河床演變46-49

4.2.3 出口段的演變分析49-51

4.2.4 整個(gè)采砂坑河道的演變過程51-52

4.2.5 沖刷河段采砂坑的演變過程52-56

4.3 本章小結(jié)56-58

第五章 結(jié)論與展望58-61

5.1 研究結(jié)論58-60

5.2 展望60-61

參考文獻(xiàn)61-64

致謝64-65

附錄65

下載全文 更多同類文獻(xiàn)

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購(gòu)買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳英霞,夏華永,馬應(yīng)良;大虎水道東南部水域海砂開采水動(dòng)力環(huán)境影響及泥沙擴(kuò)散濃度預(yù)測(cè)[J];人民珠江;2004年04期

2 劉俊勇,徐峰俊;取沙船挖沙對(duì)南沙港區(qū)營(yíng)運(yùn)影響的數(shù)學(xué)模型分析[J];人民珠江;2005年03期

3 李孟國(guó);吳以喜;蔣厚武;;甌江口中沙采沙對(duì)溫州港航道的影響研究[J];水道港口;2005年04期

4 毛勁喬;順直河道采沙坑水流的三維數(shù)值模擬[J];水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯);2003年05期

5 賴永輝;談廣鳴;曹志先;;珠江采沙河段水沙數(shù)學(xué)模型研究[J];水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯;2007年02期

6 雒文生,周志軍;水庫(kù)垂直二維湍流與水溫水質(zhì)耦合模型[J];水電能源科學(xué);1997年03期

7 馮民權(quán),周孝德,鄭邦民;糯扎渡水電站垂向二維非恒定流的數(shù)值模擬[J];水力發(fā)電學(xué)報(bào);2003年03期

8 蔣昌波,白玉川,趙子丹,張紅武;振蕩流底層懸沙運(yùn)動(dòng)的數(shù)值研究[J];水科學(xué)進(jìn)展;2003年02期

9 馮小香;張小峰;崔占峰;;垂向二維非恒定流及懸浮物分布模型研究[J];水科學(xué)進(jìn)展;2006年04期

10 江春波,張慶海,高忠信;河道立面二維非恒定水溫及污染物分布預(yù)報(bào)模型[J];水利學(xué)報(bào);2000年09期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 胡德超;三維水沙運(yùn)動(dòng)及河床變形數(shù)學(xué)模型研究[D];清華大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 何海勝;東江下游航道整治工程水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型[D];河海大學(xué);2005年

2 劉梅冰;閩江下游河道水動(dòng)力水質(zhì)動(dòng)態(tài)模擬[D];福建師范大學(xué);2006年

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;Simulation of water temperature distribution in Fenhe Reservoir[J];Water Science and Engineering;2009年02期

2 史宏達(dá),劉蕓;港區(qū)堤防布置的遺傳算法優(yōu)化[J];中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年01期

3 馮硯青;陳子燊;;粵東后江灣近岸長(zhǎng)重力波特征分析[J];熱帶海洋學(xué)報(bào);2008年03期

4 吳仁豪;童元正;張旭鋒;趙晟;孫健;婁建富;王海平;;舟山?jīng)鎏秿u填海工程對(duì)水動(dòng)力及海床演變影響的模擬預(yù)測(cè)分析[J];熱帶海洋學(xué)報(bào);2011年04期

5 李健;楊文俊;;對(duì)國(guó)內(nèi)外采沙研究的思考與總結(jié)[J];人民長(zhǎng)江;2007年11期

6 張仙娥;蔣蒙賓;周孝德;馮民權(quán);;疊梁高程對(duì)壩前水流流場(chǎng)影響研究[J];人民黃河;2007年07期

7 吳均;劉煥芳;宗全利;湯驊;;一維超飽和輸沙法恢復(fù)飽和系數(shù)的對(duì)比分析[J];人民黃河;2008年05期

8 楊學(xué)倩;朱岳明;;水庫(kù)水溫計(jì)算方法綜述[J];人民黃河;2009年01期

9 熊偉,李克鋒,鄧云,李嘉;一二維耦合溫度模型在三峽水庫(kù)水溫中的應(yīng)用研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2005年02期

10 陸俊卿;張小峰;董炳江;梅志宏;何成榮;;水庫(kù)沖刷漏斗三維數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2008年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 喻豐華;丁曉英;余順超;楊留柱;胥飛迪;;伶仃洋懸沙分布及挖沙影響的遙感監(jiān)測(cè)分析[A];中國(guó)河道治理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)專刊[C];2010年

2 張小峰;陸俊卿;董炳江;梅志宏;何成榮;;水庫(kù)沖刷漏斗三維數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用初步研究[A];中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)水文泥沙專業(yè)委員會(huì)第七屆學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2007年

3 趙琴;李嘉;李然;楊小林;;ASM模型在渾水異重流數(shù)值模擬中的運(yùn)用[A];第二十屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)文集[C];2007年

4 李嘉;李桂芬;劉樹坤;王連祥;;水力學(xué)研究進(jìn)展綜述[A];中國(guó)水利學(xué)會(huì)專業(yè)學(xué)術(shù)綜述（第五集）[C];2004年

5 陸寶宏;王春燕;王瑞巧;祁昌軍;;二灘水庫(kù)溫度原型測(cè)試定位誤差初探[A];2007重大水利水電科技前沿院士論壇暨首屆中國(guó)水利博士論壇論文集[C];2007年

6 曾凡棠;張修玉;黃生志;張強(qiáng);許振成;張恒軍;房懷陽(yáng);汪中洋;;東江流域水質(zhì)模型研究[A];2012中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第二卷）[C];2012年

7 竇希萍;;河流水沙觀測(cè)與模擬研究概述[A];第十六屆中國(guó)海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會(huì)（下冊(cè)）[C];2013年

8 劉政;陳明千;梁瑞峰;姚遠(yuǎn);何林;;分層型水庫(kù)水溫水質(zhì)預(yù)測(cè)研究[A];2013中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第四卷）[C];2013年

9 劉猛;戚定滿;李為華;;長(zhǎng)江口北槽深水航道回淤量變化對(duì)波浪響應(yīng)分析[A];中國(guó)水利學(xué)會(huì)2013學(xué)術(shù)年會(huì)論文集——S5河口治理與保護(hù)[C];2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周援衡;波浪與拋石防波堤相互作用及其砂質(zhì)海床動(dòng)力響應(yīng)分析[D];中南大學(xué);2011年

2 王新風(fēng);耦合水體流動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)的圍海造陸區(qū)域規(guī)劃理論與應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2009年

3 馬方凱;河口三維水沙輸移過程數(shù)值模擬研究[D];清華大學(xué);2010年

4 假冬冬;非均質(zhì)河岸河道擺動(dòng)的三維數(shù)值模擬[D];清華大學(xué);2010年

5 鄭敬云;河口地區(qū)圍涂開發(fā)的水環(huán)境動(dòng)力特征研究[D];清華大學(xué);2010年

6 曹慧群;三峽水庫(kù)挖粗沙減淤方式研究[D];清華大學(xué);2010年

7 丁磊;粗糙床面振蕩流邊界層的三維格子玻耳茲曼模擬研究[D];天津大學(xué);2010年

8 黃錦林;庫(kù)岸滑坡涌浪對(duì)壩體影響研究[D];天津大學(xué);2012年

9 黃筱云;空間自適應(yīng)的水波數(shù)值模型研究[D];天津大學(xué);2012年

10 郭為軍;三維溢油數(shù)值模式研究及其在近海的應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 康萬(wàn)軍;波浪經(jīng)過斜坡潛堤后的傳播變化規(guī)律研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2010年

2 東野大鳴;海油陸采平臺(tái)沖刷防護(hù)及斷面穩(wěn)定性試驗(yàn)研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2010年

3 欒亮亮;L形港池吸收式造波機(jī)系統(tǒng)的研究[D];天津理工大學(xué);2010年

4 王云峰;清漳河石門段河道治理與砂石資源利用的綜合技術(shù)研究[D];河北工程大學(xué);2010年

5 胡榮祥;皂市水庫(kù)下泄低溫水影響研究[D];浙江大學(xué);2011年

6 吳濟(jì)棟;沙坑演變對(duì)橋下河床沖刷影響研究[D];北京交通大學(xué);2011年

7 董佳;洋山港再開發(fā)工程水動(dòng)力變化及海床演變預(yù)測(cè)[D];大連理工大學(xué);2011年

8 林藝;遼寧黃海海岸水動(dòng)力環(huán)境及泥沙沖淤分析研究[D];大連理工大學(xué);2011年

9 陸敏;人工島對(duì)海灣水環(huán)境影響的數(shù)值研究[D];大連理工大學(xué);2011年

10 陳玉霞;曝氣復(fù)氧條件下黑臭河道底泥內(nèi)源氮的遷移轉(zhuǎn)化行為研究[D];華東師范大學(xué);2011年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張瑞杭，劉啟峻，，黃廣建;東江下游河段河床下降引發(fā)的問題和對(duì)策探討[J];熱帶地理;1996年03期

2 韓其為;向熙瓏;;異重流的輸沙規(guī)律[J];人民長(zhǎng)江;1981年04期

3 吳祥華,李玉中;浦東機(jī)場(chǎng)跑道工程江砂開采及對(duì)河道的影響[J];人民長(zhǎng)江;2005年11期

4 廖咸祖;巴家咀水庫(kù)高含沙異重流資料的初步分析[J];人民黃河;1985年06期

5 焦恩澤;;巴家咀水庫(kù)底孔排高含沙異重流特殊現(xiàn)象[J];人民黃河;1986年06期

6 屈孟浩;小浪底樞紐泄水建筑物幾種布置方案的門前流態(tài)與淤積形態(tài)試驗(yàn)研究[J];人民黃河;1989年05期

7 焦恩澤;壩前漏斗形態(tài)簡(jiǎn)析[J];人民黃河;1991年02期

8 張紅武;鐘德鈺;張俊華;卜海磊;;黃河游蕩型河段河勢(shì)變化數(shù)學(xué)模型[J];人民黃河;2009年01期

9 竇國(guó)仁，王國(guó)兵，于為信，高亞軍;小浪底樞紐進(jìn)水塔上游形成高灘深槽的過程[J];人民黃河;1994年10期

10 康亮;流溪河挖沙控制的初步研究[J];人民珠江;2002年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張小峰;謝葆玲;許全喜;;三峽水庫(kù)蓄水初期泥沙淤積預(yù)測(cè)模型研究[A];中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)水文泥沙專業(yè)委員會(huì)第六屆學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2005年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 賴錫軍;溫鹽分層流的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格數(shù)值模擬[D];河海大學(xué);2004年

2 王志力;基于Godunov和Semi-Lagrangian法的二、三維淺水方程的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格離散研究[D];大連理工大學(xué);2006年

3 鄭國(guó)棟;人類活動(dòng)對(duì)珠江三角洲水動(dòng)力環(huán)境影響研究[D];武漢大學(xué);2005年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 羅進(jìn)洲;基于SMS及RS的閩江福州段水污染控制研究[D];福州大學(xué);2004年

2 王強(qiáng);GIS在河道沖淤及河床演變分析中的應(yīng)用[D];武漢大學(xué);2004年

3 何海勝;東江下游航道整治工程水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型[D];河海大學(xué);2005年

4 劉梅冰;閩江下游河道水動(dòng)力水質(zhì)動(dòng)態(tài)模擬[D];福建師范大學(xué);2006年

《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）》電子雜志社有限公司
同方知網(wǎng)數(shù)字出版技術(shù)股份有限公司
地址：北京清華大學(xué) 84-48信箱 大眾知識(shí)服務(wù)
京ICP證040441號(hào)
互聯(lián)網(wǎng)出版許可證 新出網(wǎng)證（京）字008號(hào)
出版物經(jīng)營(yíng)許可證 新出發(fā)京批字第直0595號(hào)

訂購(gòu)熱線：400-819-9993 010-62982499
服務(wù)熱線：010-62985026 010-62791813
在線咨詢：
傳真：010-62780361
京公網(wǎng)安備11010802020475號(hào)

  本文關(guān)鍵詞：三維水沙運(yùn)動(dòng)及河床變形數(shù)學(xué)模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：135302