边界拟合坐标网格生成方法研究

指出了Thompson及Thomas曲线网格生成方法中控制网格分布的调节函数的问题所在，克服了Thomas曲线网格生成法中边界局部平直近似假定的缺陷，经过严格推导得出一组新的调节函数，并给出了曲线网格生成实例。实例检验表明，该调节函数能够对复杂边界的单连通域或多连通域生成理想的曲线网格，即边界处网格正交，内部网格分布能够适应物理量场变化。     

二维溃坝洪水波演进的数值模拟及动态显示

采用基于MacCormack预测—校正技术的隐式数值格式求解控制水流运动的二维浅水方程，建立了模拟大坝瞬间全溃或局部溃倒所致的洪水演进过程的数学模型；应用该模型对矩形明渠中缓、急流过渡的水面曲线进行了数值计算，并与理论解进行了比较；最后用该模型预测了矩形河道中大坝瞬间局部溃倒的洪水演进过程，并对模拟结果进行了定性分析。比较与分析结果表明，该模型对模拟溃坝洪水波很有效。     

河流复氧系数研究

氧传输理论因存在不确定的参数而不能用来预测河流复氧系数，以双膜理论为出发点，从水流紊动结构角度上推导了液膜厚度δ的表达式，并用实测资料拟合了其中的比例系数，从而使含参数δ的传质理论模型能够用于预测河流复氧作用。     

弯道水流二维浅水模型的修正研究

借鉴有关弯道水流流速分布的研究成果,计入深度平均流速与真实流流速分布差值引起的扩散效应,在正交曲线坐标系下建立了平面二维浅水模型.采用以标准κ-ε模型为基础的曲率效应修正紊流模型模拟紊动应力项,在一定程度上考虑了流线弯曲水流紊动应力的各向异性.应用控制体积法和交错网格法离散方程,并用SIMPLEC算法求解离散方程;同时采用修正后的模型对90°弯道水流进行了数值模拟,并与原模型的计算结果及实测资料进行了比较,结果表明该模型能够有效地模拟流线弯曲水流的水力特性.     

正交曲线拟合坐标和物理分步法在二维河道流速场计算中的…

采用正交曲线拟合从标和物理分步法，建立了一种天然河道二维流场的数学模型。通过计算实例说明，该数学模型对数值求解具有复杂边界河道的流速场很有效，可应用于工程实践。     

正交曲线坐标系下紊流数学模型的曲率修正

考虑弯曲边界曲率效应对水流水力特性的影响,建立了正交曲线坐标系下的素流数学模型。通过计算实例说明,该数学模型能够很好地帷有复杂边界的流线弯曲水流的水力特性。     

高水头泄水建筑物反弧抗蚀体型研究

针对高水头泄水建筑物反弧段的反弧末端易发生空蚀破坏的问题, 从改善体型的角度出发, 采用理论分析与数值计算的方法, 通过比较, 得出一种抗空蚀性能较优的反弧曲线形式, 便于在工程实践中推广应用。     

梯形薄壁堰流量规律数值模拟研究

旨在用数值模拟方法推求计算梯型薄壁堰堰流的简化公式。通过推求梯型薄壁堰堰流的基本理论公式,并求解气液两相流时均方程,辅以RNG k-ε湍流模型模拟了5种不同堰顶水头下梯形薄壁堰的过流能力。用SIMPLE算法对模拟体系中的压力与速度的耦合进行求解,同时用VOF法对自由水面的流动变化信息进行捕捉;进而通过最小二乘法的拟合得到模拟的流量值随堰顶水头变化的简化计算式,采用此公式计算了梯形薄壁堰在不同堰顶水头时的过流流量,与所推基本理论公式的计算值相比结果基本一致,可为实际工程中流量的控制和测量提供参考。     

平流式沉淀池液固两相流力学特性的立面二维数值模拟

采用双流体模型,选取RNG k-?紊流模型封闭双流体两相流时均方程,对平流式二次沉淀池液固两相流力学特性进行立面二维数值模拟。采用有限体积法求解双流体微分方程;紊动能、紊动能耗散率方程均采用Quick离散格式;耦合求解速度与压力时使用了压力隐式算子分裂PISO(Pressure-Implicit with Splitting of Operators)算法。通过模拟表明:水流经过挡板后,底部是急剧扩散的主流,流速大,上部是回流;流速沿流程逐渐减小,到中部近似均匀流;出口附近水流收缩流出,流速变大。进水口附近紊动动能较大,而后紊动动能沿流程逐渐减小,在出水口附近,由于流速的增大紊动动能也随之增大。将模拟值与实测值进行了对比分析发现,流速的最大误差为10%,出口悬浮物相对浓度的最大误差为15%。这表明该模型能够较好地模拟沉淀池中的水力特性分布规律,对沉淀池的设计具有一定的参考价值。     

正交曲线网格生成技术研究

采用Ｐｏｉｓｓｏｎ方程进行曲线网格生成时,如何确定合适的调节因子Ｐ,Ｑ函数是网格生成技术中一个重要的研究内容。提出一种新的构造Ｐ,Ｑ函数的方法,该方法直接利用边界网格节点的分布信息来控制区域内部网格节点的分布,生成的正交曲线网格令人满意,该方法在数值模拟河道,湖泊等一类复杂边界的二维流速场中有很大的实用价值。