本文考慮彎道環(huán)流輸沙效應(yīng),在泥沙運(yùn)動(dòng)基本方程中增加了反映環(huán)流橫向輸沙附加項(xiàng),對(duì)平面二維水沙數(shù)學(xué)模型的懸移質(zhì)、推移質(zhì)輸沙方程和河床變形過程進(jìn)行了擴(kuò)展。借助土力學(xué)中關(guān)于邊坡穩(wěn)定性理論中的圓弧滑動(dòng)法,并引入多杈樹搜索方法,建立了適用于平面二維數(shù)學(xué)模型的河岸崩塌變形計(jì)算方法。經(jīng)擴(kuò)展后的平面二維水沙數(shù)學(xué)模型能模擬環(huán)流橫向輸沙及由其引起的河床沖淤和河岸變形,并應(yīng)用該模型模擬了彎道發(fā)生、發(fā)展過程,計(jì)算結(jié)果與已有的認(rèn)識(shí)是一致的。 

【文章來(lái)源】：水利學(xué)報(bào). 2004,(07)北大核心EI

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

彎曲水流的局部坐標(biāo)

圖1所示為水流流線發(fā)生彎曲時(shí)的局部坐標(biāo)系,n=(nx,ny)為流線的法線方向(指向凹岸為正);s=(-ny,nx)為流線的切線方向。根據(jù)河流動(dòng)力學(xué)及泥沙運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本知識(shí),水流彎曲處將產(chǎn)生橫向輸沙[1~4]。在垂直于流線的某一斷面上,對(duì)于懸移質(zhì)來(lái)說(shuō),橫向輸沙是由水流彎曲處環(huán)流結(jié)構(gòu)和懸移質(zhì)泥沙垂線分布自身的特點(diǎn)共同作用而形成的,可用圖2來(lái)說(shuō)明。首先,當(dāng)水流彎曲時(shí),橫向環(huán)流表層水流由凸岸一側(cè)指向凹岸一側(cè),而底層水流則相反(圖2a);其次,懸移質(zhì)泥沙濃度在垂線分布上上小下大—15—

形式為位于渠道進(jìn)口的單個(gè)彎道,其曲線由方程(17)確定。y=Acos2πL(x+x0)(17)計(jì)算中取A=50m,L=500m,x0=250m,河道的初始平面形態(tài)如圖3(a)所示。計(jì)算域?yàn)?600m×1000m,渠道斷面為梯形,上、下底寬分別為120m、80m,高為2m。計(jì)算中網(wǎng)格尺度為10m×10m,計(jì)算在由2臺(tái)Pentumn 4,1·5GHz主頻的PC搭建的個(gè)人計(jì)算機(jī)集群上完成,操作系統(tǒng)為FreeBSD,并行通訊軟件為MPICH。在本例中,計(jì)算區(qū)域分解為大小相等的兩個(gè)區(qū)域并行計(jì)算。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無(wú)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上二維淺水流動(dòng)的數(shù)值模擬[J]. 胡四一,譚維炎.  水科學(xué)進(jìn)展. 1995(01)
[2]黃河水流挾沙力的計(jì)算公式[J]. 張紅武,張清.  人民黃河. 1992(11)



本文編號(hào)：3428725