二维洪水演进数值模拟

利用非结构化的有限体积方法,建立了二维浅水方程高精度、高分辨率模型。以Roe类型的近似Rie-mann解计算界面通量,通过MUSCL和两步TVD Runge-Kutta法获得了空间和时间都具有二级精度的TVD格式。采用特征分解的方法处理底坡源项和采用半隐式方法处理摩擦源项均能保证了格式的稳定性与和谐性。通过水滴算例对模型进行验证,并应用此模型对98年胖头泡分滞洪区分洪过程进行模拟,获得滞洪区不同时段的淹没范围和淹没水深,为防洪救灾提供了依据。     

基于无结构网格单元中心有限体积法的二维对流扩散方程离散

在无结构网格单元中心有限体积法二维水流模型基础上,建立物质输运对流扩散方程离散模式.通过通量重构法和SOM(Support Operators Method),分别对输运方程的对流项和扩散项进行离散.该离散模式具有空间二阶精度,并适用于任意多边形无结构网格.通过纯对流和纯扩散算例对模型进行检验和验证,结果表明,模型能够较好地模拟物质输运的对流扩散问题.应用模型模拟瓯江河口的盐度输运,通过计算值与实测值对比,进一步检验模型.     

基于有限体积水锤方程的Godunov格式离散

基于有限体积法建立了管道瞬变流的离散格式,采用特征分解技术计算界面通量,并通过重构和通量限制建立二阶精度的TVD格式。此格式保证了质量和动量的守恒性,物理意义明确,计算速度快,适用范围广。通过Riemann问题算例、水锤实例和各种阀门组合情况下的管网水锤实例验证了格式具有高分辨率、无虚假振荡和对克朗数灵敏度低等优点。     

一维孔隙率浅水方程及其数值离散

通过孔隙率方法来描述挡水物对过水能力的影响建立了一维孔隙率浅水方程. 采用有限体积方法和Roe格式的近似Riemann解建立了孔隙率浅水方程的离散模式. 对底坡和孔隙率源项采用特性方向分解的方法进行处理,使模型精确满足C(Conservative)特性,增加了模型的稳定性. 通过算例模拟证明了模型可以对河道中的挡水物作用进行模拟,且计算结果表明模型具有和谐、稳定、分辨率高等优点.