三维宽浅河道水流数学模型研究 被引量：10

1

作者 丁道扬 吴时强 《中国工程科学》 2010年第2期32-39,共8页

针对宽浅河道水流的特点,建立了一个基于分层积分降维数值解法的三维浅水紊流数值模型。通过对弯道水流的验证计算,其计算成果和试验值能较好地吻合。笔者等建立的数学摸型特别适合用来解决宽浅河道及河口水流问题。

关键词 三维水流模型 数值模拟 弯道 宽浅河道

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一种新的三维孔口水流数值解法 被引量：3

2

作者 丁道扬 吴时强 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第8期16-24,共9页

本文提出了一种新的三维孔口水流数值解法，在势流假设下，通过调和变换，将具有复杂边界形状的物理空间（ｘ，ｙ，ｚ），转换到规则空间（ξ，η，β）上，用显式迭代方法解出势函数，进而可求出三维流场的流速分布、压力分布、自由表... 本文提出了一种新的三维孔口水流数值解法，在势流假设下，通过调和变换，将具有复杂边界形状的物理空间（ｘ，ｙ，ｚ），转换到规则空间（ξ，η，β）上，用显式迭代方法解出势函数，进而可求出三维流场的流速分布、压力分布、自由表面位置和泄流量．这种解法不但解决了三维求解中遇到的网格结点布置的困难，而且占用计算机内存少，可在微机上实现．算例表明，该算法有很好的收敛性，计算结果与试验值较好地吻合． 展开更多

关键词 水流 三维孔口水流 数值解法 调和函数 势流

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龙抬头式泄洪洞水流数学模型及其应用 被引量：12

3

作者 丁道扬 吴时强 《水利水运科学研究》 CSCD 1995年第3期246-261,共16页

本文给出了一个实用、有效的三维泄洪洞水流数值模型。对泄洪洞进口段采用势流模型，对明流段则考虑了阻力与边界层发展的影响，提出了一种既适合内部边界层区，又适合外部边界层区的数值计算方法，使之能合理地模拟龙抬头式泄洪洞的水... 本文给出了一个实用、有效的三维泄洪洞水流数值模型。对泄洪洞进口段采用势流模型，对明流段则考虑了阻力与边界层发展的影响，提出了一种既适合内部边界层区，又适合外部边界层区的数值计算方法，使之能合理地模拟龙抬头式泄洪洞的水流特性。验证计算及工程应用表明，该数值模型具有较高的精度，能满足工程要求。 展开更多

关键词 泄洪洞 龙抬头式泄洪洞 水流 数学模型

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应用协调单元计算三维对流问题 被引量：2

4

作者 丁道扬 吴时强 刘金培 《水利水运科学研究》 CSCD 1997年第2期114-124,共11页

在数值求解三维对流问题时，关键是要寻找一种高精度的空间单元插值模式，使之既要保证解的稳定性，又要防止产生过大的数值伪扩散，因而成为数值求解的主要困难之一。文中探讨的任意空间六面体协调单元，能保证单元节点上的函数，一阶... 在数值求解三维对流问题时，关键是要寻找一种高精度的空间单元插值模式，使之既要保证解的稳定性，又要防止产生过大的数值伪扩散，因而成为数值求解的主要困难之一。文中探讨的任意空间六面体协调单元，能保证单元节点上的函数，一阶导数及其二、三阶混合导数是连续的。其例表明，本文提出的空间协调单元数值计算方法，具有同时满足稳定性好和数值伪扩散低的优点，不但较常用的非协调单元线性插值方法，而且比拟协调单元插值方法，均有效地提高了三维对流数值求解的精度。 展开更多

关键词 协调单元 数值计算 三维对流问题

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用数值模拟法探讨三峡坝体深孔体型

5

作者 丁道扬 《水利水运科学研究》 CSCD 1990年第3期233-244,共12页

本文用数值模拟法,对三峡坝体深孔泄流的水力特性进行了计算分析。在原坝体深孔设计方案的基础上,对深孔顶部、侧向收缩曲线,以及底部 Ogee 段堰面曲线进行了参数优化计算,提出了适应三峡工程泄洪运行条件的初步修改方案。文中还从减免... 本文用数值模拟法,对三峡坝体深孔泄流的水力特性进行了计算分析。在原坝体深孔设计方案的基础上,对深孔顶部、侧向收缩曲线,以及底部 Ogee 段堰面曲线进行了参数优化计算,提出了适应三峡工程泄洪运行条件的初步修改方案。文中还从减免空蚀的角度,着重探讨坝体深孔体型的设计原则。根据深孔的体型边界综合满足等允许压力水头和等允许空化数的条件,提出了一种按临界落差设计的原则。 展开更多

关键词 数值模拟法 水电站 深孔 泄流 三峡

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三维对流问题的拟协调六面体单元解法 被引量：5

6

作者 吴时强 丁道扬 刘金培 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第6期676-685,共10页

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调单元，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，... 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调单元，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． 展开更多

关键词 三维对流问题 拟协调单元 数值稳定性 数值阻尼 数值计算 水力学 六面体

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平面二维动态水质数学模型 被引量：14

7

作者 吴时强 丁道扬 +1 位作者 吴碧君 马英 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 1996年第6期653-660,共8页

本文根据工业环境影响评价的需要，提出了一个平面二维动态水质数学模型，该水质数学模型以ＮＨ３－Ｎ、ＤＯ、ＣＯＤ为评价参数，考虑了大气复氧、ＣＢＯＤ和ＮＢＯＤ的降解和沉淀、底泥耗氧、温度等影响因素。针对具体评价河流，本文... 本文根据工业环境影响评价的需要，提出了一个平面二维动态水质数学模型，该水质数学模型以ＮＨ３－Ｎ、ＤＯ、ＣＯＤ为评价参数，考虑了大气复氧、ＣＢＯＤ和ＮＢＯＤ的降解和沉淀、底泥耗氧、温度等影响因素。针对具体评价河流，本文进行了模型参数的选取及灵敏度分析，并对该模型进行了验证与应用，结果表明该水质模型具有较高的计算精度和较强的预测能力，为工程环境影响评价提供了一个有力的工具。 展开更多

关键词 水质模型 数值模拟 剖开算子法 电厂 水环境

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台阶突扩三维粘性流动数值模拟 被引量：3

8

作者 吴时强 张瑞凯 丁道扬 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2002年第1期1-7,共7页

利用三维粘性流动数学模型 ,研究了台阶突扩流动的三维特性 .不同的雷诺数Re情况下 ,计算所得的流态、流速和压力分布与B .F .Amarly等的试验和计算结果相吻合 。

关键词 三维数值模拟 剖开算子法 低雷诺数 台阶突扩流动

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中间渠道内非恒定流数值模拟 被引量：7

9

作者 吴时强 丁道扬 《水利水运科学研究》 CSCD 1997年第3期219-227,共9页

利用平面二维非恒定流数值模型，来研究中间渠道内非恒定流问题，该模型基于任意三角形计算网络，采用隐式求解自由表面的剖开算子法，离散求解控制方程，有效地处理了非线性混合算子和计算自由表面的困难，避免人工滤波措施，提高了计... 利用平面二维非恒定流数值模型，来研究中间渠道内非恒定流问题，该模型基于任意三角形计算网络，采用隐式求解自由表面的剖开算子法，离散求解控制方程，有效地处理了非线性混合算子和计算自由表面的困难，避免人工滤波措施，提高了计算精度和计算稳定性，并在三峡通航工程方案比较中得到应用。计算结果表明，该模型能较好地反映中间渠道内水流特征，与分析模拟船闸不同运行方式下渠道内水流波动特性，达到优化运行方案，改善渠道内航行条件的目的。 展开更多

关键词 水流特性 非恒定流 中间渠道 数值模拟 渠道

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高土石坝施工水力学问题研究

10

作者 柴恭纯 丁道扬 吴建华 《水力发电》 北大核心 1998年第3期45-47,共3页

高土石坝施工导流方式的研究及大型导流隧洞永久利用水力学问题研究分别总结和概括分析了过去的研究成果水平，结合“八五”攻关要求重点探讨或提出了有关各子题中的新理论、新方法、新计算公式程序，并与工程实际问题相结合，大部分成... 高土石坝施工导流方式的研究及大型导流隧洞永久利用水力学问题研究分别总结和概括分析了过去的研究成果水平，结合“八五”攻关要求重点探讨或提出了有关各子题中的新理论、新方法、新计算公式程序，并与工程实际问题相结合，大部分成果通过工程实践证明，对解决工程疑难问题，节约工程投资，推动技术进步起到了良好的经济和社会效益。 展开更多

关键词 高土石坝 施工 水力学 导流 隧洞

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调压井阻抗对水电站引水系统小扰动稳定性影响研究

11

作者 吴时强 丁道扬 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第8期22-28,6,共8页

本文结合安徽响洪甸抽水蓄能电站，分析了调压井阻抗对引水系统小扰动稳定性的影响．计算结果表明，设置适当的调压井阻抗，不但能起到调节管道内压力作用，减少调压井内水位波动。

关键词 水电站 稳定性分析 调压井 阻抗系数 引水系统

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清水下泄河床变形的模型试验及数值模拟

12

作者 童中山 丁道扬 《水利水运科学研究》 CSCD 1997年第2期105-113,共9页

根据清水下泄引起的河床变形过程的模型试验，运用泥沙连续方程，引入了以反映瞬时冲淤量的特征速度概念，导出了推移质输沙的平衡过程方程。再结合水流的圣维南方程、河床变形方程，对试验结果进行了数值模拟。

关键词 清水下泄 输沙率 数值模拟 河床变形 水工建筑物

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一种二维输运问题的低数值阻尼模拟方法 被引量：5

13

作者 丁道扬 P.-F.Liu 《水利水运科学研究》 CSCD 1989年第2期35-52,共18页

本文通过剖开算子法,把二维输运问题的控制方程剖分为三个子初值问题(纯对流、纯扩散及纯反应问题)。在任意三角形网络离散条件下,分别采用了特征线法解对流问题、显式有限元法解扩散问题及解析法解反应问题。文中重点探讨了纯对流问题... 本文通过剖开算子法,把二维输运问题的控制方程剖分为三个子初值问题(纯对流、纯扩散及纯反应问题)。在任意三角形网络离散条件下,分别采用了特征线法解对流问题、显式有限元法解扩散问题及解析法解反应问题。文中重点探讨了纯对流问题的解法,利用特征线法将求解高时位对流浓度问题,转化为单元内部特征线上某点的低时位浓度插值问题。依据单元三结点的浓度及其导数,给出一种三次插值模式,从而能有效地减少数值阻尼,提高数值模拟精度。算例表明,本文数值模拟结果与精确的理论解吻合较好。 展开更多

关键词 二维输运 阻尼 数值模拟 运输

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三维过坝水流数值模拟 被引量：7

14

作者 丁道扬 吴时强 《水利水运科学研究》 CSCD 1994年第3期185-196,共12页

三维过坝水流是一种具有自由表面的临界流动，即使在势流假设下，因其非线性强，数值求解时也会遇到较大困难，目前尚未见到有效势流解法。本文提出一种正交调和变换法，可方便地采用笔者曾提出的自由表面位移理论，同步解出待定的自由... 三维过坝水流是一种具有自由表面的临界流动，即使在势流假设下，因其非线性强，数值求解时也会遇到较大困难，目前尚未见到有效势流解法。本文提出一种正交调和变换法，可方便地采用笔者曾提出的自由表面位移理论，同步解出待定的自由表面位置和未知能头（或流量）。算例表明，该三维过坝水流的计算方法是成功的，计算结果与试验值吻合较好。 展开更多

关键词 三维水流 数值模拟 过坝水流 计算

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正交变换法解自由表面流动

15

作者 丁道扬 《水利水运科学研究》 CSCD 1993年第3期233-239,共7页

针对二维过坝水流,提出采用正交变换法解自由表面流动。通过引入一组互相正交函数ξ(x,y)和η(x,y),分别满足▽~2ξ=0和▽~2η=0,进而将具有复杂几何边界形状及待定自由表面的物理平面(x,y)上的定解问题,变换到固定规则平面(ξ,η)上求... 针对二维过坝水流,提出采用正交变换法解自由表面流动。通过引入一组互相正交函数ξ(x,y)和η(x,y),分别满足▽~2ξ=0和▽~2η=0,进而将具有复杂几何边界形状及待定自由表面的物理平面(x,y)上的定解问题,变换到固定规则平面(ξ,η)上求解。算例表明,该解法特别适合解自由表面临界流动问题,可避免计算单元剖分的困难,且敛收性好。计算结果与试验结果较为吻合。 展开更多

关键词 正交变换法 自由表面流动 过坝水流

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剖开算子法解具有自由表面的平面紊流速度场 被引量：23

16

作者 吴时强 丁道扬 《水利水运科学研究》 CSCD 1992年第1期39-48,共10页

本文基于剖开算子有限元法,提出了一个求解具有自由表面的平面紊流速度场的数值模型,该模型用水深平均的k—ε紊流模型确定雷诺应力,用传播方程代替“刚盖近似”来处理自由表面。算例表明,这一模型能有效地解决控制方程中的非线性问题... 本文基于剖开算子有限元法,提出了一个求解具有自由表面的平面紊流速度场的数值模型,该模型用水深平均的k—ε紊流模型确定雷诺应力,用传播方程代替“刚盖近似”来处理自由表面。算例表明,这一模型能有效地解决控制方程中的非线性问题和自由表面边界问题,并能适应复杂的边界形状。 展开更多

关键词 紊流 速度场 剖开算子法

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考虑水弹性的船闸输水廊道非恒定流数值模拟 被引量：1

17

作者 吴时强 丁道扬 《水利水运科学研究》 CSCD 1992年第3期255-263,共9页

现有的船闸输水廊道水力计算均未考虑水弹性作用。本文首次提出了考虑这种作用的计算方法,使之能模拟因阀门快速关闭而引起的廊道内的水击现象,从而为输水廊道的合理设计和优化运行提供了一种仿真性更高的数学模型。

关键词 船闸 输水廊道 非恒定流 数值模拟

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用κ-ε紊流模型计算跌坎水流数值方法探讨 被引量：3

18

作者 丁道扬 吴时强 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期441-448,共8页

采用一种欧拉-拉格朗日(Eulerian-Lagrangian)相结合的剖开算子方法,用三角形网络离散流场,由κ-ε紊流模型数值求解了二维过跌坎水流.用特征线法解对流算子,用有限元法解扩散算子和圧力波松方程.算例表明,主要计算成果和试验结果能较... 采用一种欧拉-拉格朗日(Eulerian-Lagrangian)相结合的剖开算子方法,用三角形网络离散流场,由κ-ε紊流模型数值求解了二维过跌坎水流.用特征线法解对流算子,用有限元法解扩散算子和圧力波松方程.算例表明,主要计算成果和试验结果能较好吻合,该法能很好适应解强非线性对流算子的复杂紊流流场.文中还对模型的边界条件处理进行了探讨. 展开更多

关键词 κ-ε 模型 数值求解 跌坎水流

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直接解N-S方程模拟高雷诺数过跌坎水流

19

作者 丁道扬 吴时强 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期1274-1282,共9页

首次在较粗网格下成功地由N-S方程直接数值求解了高雷诺数过跌坎水流.跌坎水流是典型的由大涡控制的紊流运动,作为一种近似可忽略小涡影响,网格尺度易满足描述大涡特征分辨率的要求,从而可在较粗网格实现直接数值求解N-S方程获得紊流流... 首次在较粗网格下成功地由N-S方程直接数值求解了高雷诺数过跌坎水流.跌坎水流是典型的由大涡控制的紊流运动,作为一种近似可忽略小涡影响,网格尺度易满足描述大涡特征分辨率的要求,从而可在较粗网格实现直接数值求解N-S方程获得紊流流场.文中采用基于剖开算子法的欧拉-拉格朗日相结合的有限单元方法,对雷诺数Re=44000的二维跌坎水流进行了数值模拟.用16669个节点组成的三角形网格离散流场,在个人电脑上仅用150min即完成全部计算,不但给出了流场的时均特征,而且给出了它的紊动瞬时特征.数值试验表明,主要计算成果和试验甚吻合,由N-S方程直接数值求解工程中高雷诺数复杂紊流问题将成为现实. 展开更多

关键词 DNS 跌坎水流 高雷诺数

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