植树护岸条件下河道水流水流的数值模拟

来源 :河海大学 | 被引量 : 42次 | 上传用户:qhdjy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在堤外滩地种树,利用树根保护土壤,避免水土流失,能起到固滩、固岸的作用。然而,河滩种树后引起的漫滩水流滩槽相互作用的变化,改变其表观切应力,从而影响滩槽水流的综合糙率,因此我们对于河滩种树的这种生物护岸措施,要分析其利弊,研究如何既能最大限度发挥其固滩护堤的作用,充分地利用滩地资源,又能保证河道行洪安全。这是生产实际提出的新问题。 本论文从N-S出发,推求了模拟宽浅水域沿水深积分平均的二维流动方程。对二维水流运动方程在空间域上采用有限单元法离散。本文采用伽辽金有限元法将浅水方程离散成非线性代数方程组,对非线性方程采用牛顿—拉斐逊迭代法进行求解,离散区域内采用三角形六节点的等参单元或四边形八节点等参单元。控制方程在时域上采用差分离散。建立了基于有限元法的平面二维河道水流数值模型。 根据珠江三角洲地区河道特征和种树情况,对河道概化并进行数模计算。通过对计算结果的分析,从多角度来研究河滩种树对河道水流的影响,具体分析了河滩种树对河道流场、断面流速分布、主槽滩地的流量分配、河道行洪能力以及河道水位等产生的影响,并有物模试验结果论证,计算结果与实验资料基本吻合。论文中采用了等效糙率和边界细部模拟树形的两种处理方法分析河滩种树对河道水流的影响。结果显示采用边界细部模拟树形的方法得到的流场与实际水流流场更为一致,能更真实的反映水流的流向。 论文的研究成果证明了利用平面二维数值模型模拟滩槽水流是可行的,能够满足工程要求。
其他文献
三峡工程可行性研究中,一维泥沙数学模型在库区泥沙淤积研究方面起着非常重要的作用。该数学模型为动床模型试验提供了部分或全部边界条件,能对各种水位方案中库区(包括变动