对天然河道的数值模拟,历来是工程流体力学界十分感兴趣的课题,本文结合当前科研情况和工程实际,将研究的对象确定为施工导流期间的二维恒定水流流场。 本文采用有限差分法对施工导流期间的河道流场进行二维数值模拟研究。本文从二维数值模拟的基本原理入手,由一般到个别地推求了施工导流期间的二维束窄河道流场数学模型,并利用有限差分法中的交替方向隐格式法(ADI)离散模型方程,采用追赶法求解离散后的差分方程,得到束窄河道流场的各个参数。为了实现计算结果的可视化,本文选择MATLAB作为开发工具,编制了适合流场显示的程序,并用图形用户界面(GUI)实现了流场数据的可视化。 为了验证施工导流流场模型计算的正确性和解决导流实际问题的有效性,本文以六库水电站一期导流工程为例,对两种设计方案进行了数值计算,并用GUI直观显示出流场,对两种方案对比分析后作出选择,并与物理模型试验相比较,两者分析结果基本相符。由此,可以认为本文所建立的束窄河道数学模型及其算法是切实可行的。