应用自由表面位移特性解水工的泄流问题

本文应用小扰动方法,给出了二元或三元流动条件下的流态判别准则,并探讨了自由表面的位移特性。利用这种特性,在求解过坝水流中,可方便用来确定流态转换的临界点,并结合整体流动的极值分析,能找出确定未知流量或能头的物理依据。进而,为过坝水流提供了一种有效的同步迭代解法,它既适用于高坝,也适用于低堰。在孔口水流计算中,利用位移特性,引入了所谓“边界约束流量”的概念,提出了一种求解具有未知孔口出流点的计算方法,使计算结果更好地符合实际。     

计算三元自由表面孔口水流

假设为理想势流,应用有限单元法计算了三元孔口水流。基本函数是速度势。为确定自由表面位置,未知流量和孔口出流边线,本文提出了一种迭代解法。数值试验指出,当α≤0.4有好的收敛解,但α>0.4则变差。算例表明,计算结果与试验值较吻合。     

三维对流问题的拟协调六面体单元解法

寻找一种高精度的空间单元插值模式是数值求解三维对流问题的关键。在前人研究的基础上,探讨了一种任意空间六面体的拟协凋单元,保证节点上的物理量函数及其一阶导数连续。算例表明,该方法具有良好的计算稳定性和低数值阻尼的优点,且计算工作量大大小于协调单元法,有利于推广应用于对流扩散方程的数值求解。     

一种数值解过坝水流方法

本文提出了一种求解具有未知能头的过坝水流迭代方法,它既适用于高坝,也适用于低堰。根据自由表面能量极值条件,找出了确定未知能头的数学依据,从而可以实现能头和自由表面同步迭代求解。算例表明,收敛性较好,计算结果与试验值较吻合。