黄河北长滩河段水流和河床冲淤数值模拟研究-水利水电工程专业论文.docxVIP

宁夏大学硕士学位论文 宁夏大学硕士学位论文 目录 目 录 摘要 ． ． I Abstract ． ． II Ej 录 ． ． ．1lI 插图和附表清单 。V 主要符号表 一VI 第一章绪论 -l一 1．1研究背景及意义 -1— 1．2国内外研究进展 一1— 1．2．1弯道水面横比降 -1． 1．2．z弯道水面纵比降 -2— 1．2．3弯道环流 一2— 1．2．4弯道水流的垂向流速分布 -3- 1．2．5弯道输沙特性 一4— 1．2．6弯道水流运动及河床形变数值模拟研究 -4— 1．2．7弯道床面形变数值模拟 -6- 1．3研究目的、内容和技术路线 一6— 1．3．1研究目的 一6- 1-3．2研究内容 ¨一6— 1．3．3研究方法 一7— 1．3．4技术路线 一7． 1．4爿、结 ．．-9一 第二章三维弯道水流运动模型和河床冲淤模型 一10一 2。1三维水沙数学模型 ．一10一 2．1．1水流方程 一10— 2．1．2泥沙方程 ．．．11． 2．2网格划分方法 ．一11— 2．2．1 Delaunay三角形划分方法原理 ．11- 2．3控制方程的离散 ．-13— 2．3．1 SIMPLEC算法步骤 -13- 2．4 TDMA算法简介 一13— 2．5小结 ．．． ．．一14一 第三章黄河北长滩河段实测资料与分析 ．．．15， 3．1引言 一15— 3。2实验仪器 ．-15． 3．2．1载波相位差分技术接收器(S86 RTK) ．15． 3．2．2断面测量仪器 一15- 3．2．3地形扫描设各 一16． 33黄河北长滩河段基本情况 ．一16— 万方数据 宁夏大学硕士学位论文 宁夏大学硕士学位论文 目录 3．4实测数据对L1：(2011年和2010年) ．17． 3,4．1典型断面两次河床实测数据比较 ．．．17． 3．4．2断面河床高程与垂线平均流速 ．．．18． 3．4．3断面流速分布情况 ¨．19． 3．4．4断面测量结果 ¨．20． 3．5断面(d1．d3)实测数据 ．．21． 3．6小结 ¨．21． 第四章北长滩河段河床冲淤数值模拟 ．．．22。 4．1北长滩河段模拟情况 ．22． 4．1．1河段状况 ．．．22． 4．1．2初始条件及边界条件 ．，．23． 4．2模拟的结果和分析 ．．24． 4．2．1局部流场模拟 一24． 4．2．2河段沿程水位变化情况 ．．．24． 4．2．3河床冲淤变化 一25． 4．2．4断面水流纵向流速分布 ¨．26． 4．3小结 ．．．28． 第五章结论与展望 ．．．29． 5．1主要工作与结论 ，．29． 5．2展望 ．．．29一 参考文献 ．30． 至殳谢 一33． 个人简历、在校期间研究成果 ．34一 个人简历 ．．34． 发表论文 ．34一 参与课题 ．34． 万方数据 宁夏大学硕士学位论文 宁夏大学硕士学位论文 插图和附表清单 插图和附表清单 一、插图(共计17张) 图2-1 Voronoi区域划分Ddaunay三角形示意图 图2-2添加点M之前的三角形 图2．3添加点M后新生成的三角形 图3-1灵锐$86 R1’K 图3．2声学多普勒流速剖面仪 图3-3地形扫描设备 图3-4本文所研究断面分布示意图 图3．5 2011年和2010年河床高程比较 图3-6断面河床高程及垂线平均流速分布 图3-7北长滩河段典型断面流速场分布等值线图 图4-1 2011年黄河北长滩河段河道 图4-2模拟区域初始河床高程等值线图 图4．3北长滩河段三维模拟区域计算网格 图4-4断面d1附近处流场放大图 图4．5水位模拟与实测比较 图4-6河床冲淤变化情况对比 图4．7 d1．d3断面纵向流速分布(对数坐标) 二、附表(共计6张) 表1-1弯道水面横比降公式 表1-2环流流速分布公式 表1．3弯道垂向平均流速公式 表2．1 七一占方程系数表 表3-1断面测量结果 表3-2 d1．d3断面实测数据 V 万方数据 宁夏大学硕士学位论文 宁夏大学硕士学位论文 主要符号表 主要符号表 盯 流速沿X方向的Reynolds时均流速 矿 流速沿，方向的Reynolds时均流速 矿 流速沿Z方向的Reynolds时均流速 口 谢才系数 尸 时均动水压强 水密度 p膏 紊动动能 占 紊动动能耗散率 箩 重力加速度 水分子黏性系数 涡粘性系数 ％F 含沙量 泥沙扩散系数 ∞ 泥沙沉降速率 Z 水位 西 水深 泥沙干容重 ∥Ⅱ Dirichlete网格的点集 万方数据 宁夏大学硕士学位论文 宁夏大学硕士学位论文