非正交曲线坐标下二维水流计算的SIMPLEC算法 被引量：23

1

作者 吴修广 沈永明 +1 位作者 郑永红 王平义 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期25-30,37,共7页

本文采用Laplace方程坐标变换方法生成正交曲线网格,并对浅水流动的控制方程进行坐标变换,方程离散时采用B型交错网格。利用"水位扫描法"结合壁面函数法来处理移动边界,用SIMPLEC算法解非正交曲线坐标下的k-ε双方程紊流模型... 本文采用Laplace方程坐标变换方法生成正交曲线网格,并对浅水流动的控制方程进行坐标变换,方程离散时采用B型交错网格。利用"水位扫描法"结合壁面函数法来处理移动边界,用SIMPLEC算法解非正交曲线坐标下的k-ε双方程紊流模型,修正了由网格的非正交性引起的误差。通过对美国Colorado洲FallRiver的资料进行流场验证,计算结果与实测资料基本符合,显示了本模型在不规则水域计算中的实用价值。 展开更多

关键词 二维水流 计算 坐标变换 Κ-Ε紊流模型 水位扫描法 壁面函数 SIMPLEC算法

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天然弯曲河流的三维数值模拟 被引量：18

2

作者 吴修广 沈永明 潘存鸿 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期689-696,共8页

对Cartesian坐标系下的RANS方程进行三维ξ-η-ζ坐标变换,建立了非正交三维曲线坐标下弯曲河流的标准κ-ε湍流模型.对自由水面的模拟采用“改进的刚盖假定”,河床和岸壁阻力的模拟采用壁面函数方法.模型通过具有实验数据的实验室连续... 对Cartesian坐标系下的RANS方程进行三维ξ-η-ζ坐标变换,建立了非正交三维曲线坐标下弯曲河流的标准κ-ε湍流模型.对自由水面的模拟采用“改进的刚盖假定”,河床和岸壁阻力的模拟采用壁面函数方法.模型通过具有实验数据的实验室连续弯曲水槽进行验证,模拟的流速值与实验数据吻合良好,将模型应用于天然连续弯曲河流的流场计算,给出了表层和底层流速矢量场和11个断面二次环流矢量图,显示该模型具有模拟天然弯曲河流的能力. 展开更多

关键词 天然弯曲河流 ξ-η-ζ坐标变换 非正交曲线坐标 κ-ε湍流模型 改进的刚盖假定

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外海抛泥过程中悬浮泥沙扩散输移的数值模拟 被引量：11

3

作者 吴修广 杨润伟 +2 位作者 史英标 黄世昌 倪勇强 《海洋环境科学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期236-241,共6页

建立了平面2D潮流和增量悬沙输移扩散的数学模型,通过非结构网格的有限单元法离散求解。应用该模型对苍南电厂港池和航道疏浚物抛泥过程中悬沙扩散输移模拟,模拟结果与工程施工过程的监测结果吻合较好,数字化的再现了抛泥过程中悬沙的... 建立了平面2D潮流和增量悬沙输移扩散的数学模型,通过非结构网格的有限单元法离散求解。应用该模型对苍南电厂港池和航道疏浚物抛泥过程中悬沙扩散输移模拟,模拟结果与工程施工过程的监测结果吻合较好,数字化的再现了抛泥过程中悬沙的输移扩散机理,为苍南电厂港池和外航道疏浚物倾倒区选划和环境影响评价提供了依据。 展开更多

关键词 数值模拟 扩散输移 悬沙增量 抛泥

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非正交曲线坐标下三维弯曲河流湍流数学模型 被引量：11

4

作者 吴修广 沈永明 黄世昌 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期36-41,4,共7页

本文在水平方向采用非正交曲线坐标,在垂直方向采用笛卡尔坐标系统,结合实际河床地形实行堵塞技术以实现对实际地形的模拟,在河床表面使用壁面函数法模拟河底阻力,在自由水面采用改进的“刚盖假定”方法,研究开发了非正交三维曲线坐标下... 本文在水平方向采用非正交曲线坐标,在垂直方向采用笛卡尔坐标系统,结合实际河床地形实行堵塞技术以实现对实际地形的模拟,在河床表面使用壁面函数法模拟河底阻力,在自由水面采用改进的“刚盖假定”方法,研究开发了非正交三维曲线坐标下的k-ε双方程湍流模型。通过实验室弯道对模型进行了验证,计算结果与实测值吻合较好,将模型应用于天然连续弯曲河流的流场计算,给出了4层流速矢量图和4个断面二次流矢量图。 展开更多

关键词 水力学 天然弯曲河流 非正交曲线坐标 κ-ε湍流模型 网格堵塞技术 刚盖假定

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平面二维水流数模中的阻力计算 被引量：8

5

作者 吴修广 王平义 +1 位作者 沈永明 杨志峰 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第2期57-64,共8页

本文通过整理大量河流的实测资料 ,分析了河流平面二维水流计算中的阻力组成 ,推导出适合于平面二维水流数模中阻力沿河宽分布的经验公式 ,并应用于美国Colorado州FallRiver部分河段的平面二维流场计算 ,计算结果与实测结果吻合良好 ,... 本文通过整理大量河流的实测资料 ,分析了河流平面二维水流计算中的阻力组成 ,推导出适合于平面二维水流数模中阻力沿河宽分布的经验公式 ,并应用于美国Colorado州FallRiver部分河段的平面二维流场计算 ,计算结果与实测结果吻合良好 ,克服了流速二维性不明显的缺点。 展开更多

关键词 水流数模 二维阻力 综合糙率 率定

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基于FVCOM的杭州湾三维泥沙数值模拟 被引量：14

6

作者 吴修广 刘光生 程文龙 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2011年第4期86-96,共11页

应用FVCOM建立了三维潮流泥沙数学模型,根据实测水文资料,对杭州湾开展了三维潮流泥沙验证,结果基本满意.应用模型计算了杭州湾大潮期间涨落潮泥沙输运过程,通过平面、立面的泥沙分布特征,成功再现了杭州湾潮流泥沙的运动过程.尽管模拟... 应用FVCOM建立了三维潮流泥沙数学模型,根据实测水文资料,对杭州湾开展了三维潮流泥沙验证,结果基本满意.应用模型计算了杭州湾大潮期间涨落潮泥沙输运过程,通过平面、立面的泥沙分布特征,成功再现了杭州湾潮流泥沙的运动过程.尽管模拟精度达不到平面二维模型的水平,但为三维潮流泥沙模型在强潮河口湾的应用作了重要的探索,通过进一步完善模型参数及分析,模型可以应用于涉水建筑物对附近三维水沙影响的分析评估,可为强潮河口湾开发、水环境保护及生态建设等提供更加丰富的研究成果,具有广阔的应用前景. 展开更多

关键词 杭州湾 潮流泥沙 三维模拟 FVCOM

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非正交曲线坐标下水流和污染物扩散输移的数值计算 被引量：14

7

作者 吴修广 沈永明 +1 位作者 郑永红 杨志峰 《中国工程科学》 2003年第2期57-61,共5页

基于非正交曲线坐标下水流与污染物扩散输移的深度平均数学模型 ,采用k -ε双方程湍流模型和速度—水深耦合算法 ,应用于实验室连续弯道的水流及污染物扩散输移的数值模拟 ,分别计算了流场及岸边和中心污染物排放的浓度场 。

关键词 曲线坐标 连续弯道 扩散输移 SIMPLEC算法 浓度场

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非静压假定的σ坐标下垂向二维浅水模型的应用研究 被引量：4

8

作者 吴修广 沈永明 +2 位作者 王敏 郑永红 杨志峰 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期93-97,112,共6页

本文采用σ坐标下的垂向二维自由表面流动的k -ε双方程湍流数学模型 ,加入动水压力项 ,采用有限体积法来离散 ,求解模型时利用SIMPLE算法。本模型通过带有槽沟的明渠水流资料进行验证 ,计算结果与实测结果吻合较好 ,在预测底部有潜堤... 本文采用σ坐标下的垂向二维自由表面流动的k -ε双方程湍流数学模型 ,加入动水压力项 ,采用有限体积法来离散 ,求解模型时利用SIMPLE算法。本模型通过带有槽沟的明渠水流资料进行验证 ,计算结果与实测结果吻合较好 ,在预测底部有潜堤明渠水流时 ,计算出潜堤后面有明显的回流。 展开更多

关键词 环境水力学 非静压假定 自由表面流动 SIMPLE算法 δ坐标

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港池和航道疏浚过程中悬浮泥沙扩散输移的数值模拟 被引量：17

9

作者 吴修广 季大闰 +2 位作者 史英标 黄世昌 倪勇强 《水运工程》 北大核心 2006年第8期87-91,共5页

建立了平面2D潮流和悬沙增量输移扩散的数学模型,通过有限单元法离散求解此模型,应用该模型对苍南电厂港池和航道疏浚过程中的悬沙扩散输移进行模拟,挖泥过程中的悬沙增量采用恒定源强,再现了疏浚过程中增量悬沙的输移扩散机理。

关键词 数值模拟 扩散输移 悬沙增量 疏浚

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曲线坐标下平面二维污染物扩散输移的代数应力湍流模型 被引量：4

10

作者 吴修广 沈永明 +1 位作者 王敏 杨志峰 《中国工程科学》 2005年第7期60-64,共5页

对浅水流动的控制方程和深度平均的污染物扩散输移的控制方程进行坐标变换,湍流的模拟采用各向异性代数应力湍流模式,建立了曲线坐标下平面二维水流计算和污染物扩散输移的代数应力湍流模型。采用具有浓度实测值的实验室连续弯道进行模... 对浅水流动的控制方程和深度平均的污染物扩散输移的控制方程进行坐标变换,湍流的模拟采用各向异性代数应力湍流模式,建立了曲线坐标下平面二维水流计算和污染物扩散输移的代数应力湍流模型。采用具有浓度实测值的实验室连续弯道进行模型验证,对本模型计算的浓度分布与k -ε模型进行比较,结果显示了本模型在处理各向异性明显优于k -ε模型。 展开更多

关键词 污染物 扩散输移 各向异性 代数应力湍流模型 κ-ε模型

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钱塘江强潮河段建设“闭合式港”引航道流态模拟 被引量：3

11

作者 吴修广 于曰旻 余祈文 《水运工程》 北大核心 2009年第8期89-93,共5页

鉴于强潮、高含沙量的特点,钱塘江强潮河段兴建"闭合式港",引航道内将会严重淤积,引航道清淤技术是"闭合式港"成败的关键。在引航道底部通过射流掀沙,在引航道导堤上开渠引流把引航道内悬浮泥沙输出,即"射流掀... 鉴于强潮、高含沙量的特点,钱塘江强潮河段兴建"闭合式港",引航道内将会严重淤积,引航道清淤技术是"闭合式港"成败的关键。在引航道底部通过射流掀沙,在引航道导堤上开渠引流把引航道内悬浮泥沙输出,即"射流掀沙,引流输沙"技术。通过平面二维数值模拟开渠引流流量大小、引航道及口门处的流态特征,研究引航道内的清淤效果。 展开更多

关键词 钱塘江 闭合式港 引航道淤积 开渠引流

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山区河流二维阻力特性研究 被引量：6

12

作者 吴修广 王平义 《重庆交通学院学报》 2001年第3期102-105,109,共5页

针对目前平面二维水流计算中阻力确定困难 ,在前人工作的基础上 ,通过对大量山区河流水流资料的整理 ,分析了平面二维总阻力的计算方法 ,并提出了山区河流二维糙率计算的经验公式 。

关键词 山区河流 糙率 二维阻力 平面二维水流数模 河流阻力 计算方法

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浙江苍南淤泥质潮滩开挖港池和航道的回淤分析 被引量：1

13

作者 吴修广 韩海骞 +2 位作者 赵鑫 张舒羽 黄世昌 《浙江水利科技》 2008年第3期11-14,共4页

应用半经验公式对浙江苍南淤泥质海域开挖式港池和外航道进行回淤计算,计算显示,港池和外航道的年回淤量约占疏浚开挖量的13.5%,1次台风的骤淤厚度均在50 cm之内,台风过后3.5万t级船舶可以正常出入,表明苍南海域具备建港条件。

关键词 淤泥质海滩 港池 航道 回淤 骤淤

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山区航道水流流路规律研究 被引量：3

14

作者 吴修广 王平义 《重庆交通学院学报》 2000年第4期77-79,85,共4页

通过对西南地区山区河流实测资料进行分析整理 ,总结出 :正弦派生曲线水流线路、协调的水流方向、良好的水流转向角及较大的弯曲半径为理想的航道水流流路 。

关键词 水流线路 正弦派生曲线 水流转向角 弯曲半径

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浙江省河口、海岸带整治和开发利用中的若干问题探讨

15

作者 吴修广 黄世昌 韩曾萃 《浙江水利科技》 2006年第4期11-14,共4页

通过对国内外河口、海岸带整治和开发利用的现状分析,并针对浙江省在该领域取得的成绩及存在的问题,提出了浙江省在河口、海岸带整治和开发利用中的发展趋势、基本思路和技术要求。

关键词 河口 海岸带 整治工程 开发利用 浙江省

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1959-2019年杭州湾南岸滩涂演变规律及机制 被引量：11

16

作者 胡成飞 潘存鸿 +2 位作者 吴修广 唐子文 郑君 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期230-241,共12页

掌握滩涂演变规律是保护和开发滩涂资源的重要依据,杭州湾水沙条件复杂,人类活动强度大,滩涂演变机制复杂。基于杭州湾近60 a(1959—2019年)水文地形监测资料,结合促淤围涂进程,分析了杭州湾南岸滩涂在水沙变化和人类活动影响下的演变... 掌握滩涂演变规律是保护和开发滩涂资源的重要依据,杭州湾水沙条件复杂,人类活动强度大,滩涂演变机制复杂。基于杭州湾近60 a(1959—2019年)水文地形监测资料,结合促淤围涂进程,分析了杭州湾南岸滩涂在水沙变化和人类活动影响下的演变规律及其机制。结果表明:近60 a来,杭州湾南岸滩涂普遍淤高,1959—2003年淤积速率约6.70 cm/a,2003—2019年淤积速率加快,约12.59 cm/a;大规模围涂和潮差增大是滩坡坡度增大的主要原因;庵东浅滩平面形态的周期性演变与径流的丰枯周期有关,呈现“丰水走弯,枯水趋直”现象;长江来沙减少尚未对杭州湾南岸滩涂淤涨产生明显影响;围涂工程是杭州湾南岸滩涂近期淤涨速率加快、潮滩宽度减小的主要原因。 展开更多

关键词 潮滩 地貌演变 剖面形态 围涂 杭州湾

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复式断面三维漫滩水流的数值模拟 被引量：10

17

作者 张明亮 沈永明 +1 位作者 吴修广 郑永红 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期31-36,共6页

本文采用非正交三维曲线坐标下的k-ε双方程湍流数学模型,对弯曲不规则地形的渠道和漫滩流动进行数值模拟。该模型在水平方向采用非正交曲线坐标,在垂直方向采用等分网格的全坐标变换,对河道底部表面和两岸壁面使用壁面函数法处理。通... 本文采用非正交三维曲线坐标下的k-ε双方程湍流数学模型,对弯曲不规则地形的渠道和漫滩流动进行数值模拟。该模型在水平方向采用非正交曲线坐标,在垂直方向采用等分网格的全坐标变换,对河道底部表面和两岸壁面使用壁面函数法处理。通过弯曲渠道和顺直漫滩带有弯曲主槽的模型对本文的数学模型进行验证,给出弯道各断面的主流速分布图、各断面的二次流分布图等。对比分析,本模型的计算结果能够较好的反映实验结果,表明该模型对三维漫滩水流流动有一定的应用价值。 展开更多

关键词 水力学 非正交曲线坐标 漫滩流动 壁面函数法 κ-ε湍流模型

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Spoiler自埋技术特点及其在杭州湾海底管道运行情况分析 被引量：8

18

作者 杨元平 吴修广 +2 位作者 刘光生 谢东风 张芝永 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2016年第3期57-61,共5页

海底管道阻流板(Spoiler)自沉埋技术是一种新型管道自埋技术,为深入了解其作用机制及其效果,本文通过分析安装有阻流板的杭州湾海底管道历年检测资料,结合管道附近海域海床、潮流动力特性,深入探讨了阻流板装置在实际工程中的运行效果,... 海底管道阻流板(Spoiler)自沉埋技术是一种新型管道自埋技术,为深入了解其作用机制及其效果,本文通过分析安装有阻流板的杭州湾海底管道历年检测资料,结合管道附近海域海床、潮流动力特性,深入探讨了阻流板装置在实际工程中的运行效果,分析了其作用机制及其适用条件。研究发现安装阻流板装置的杭州湾海底管道在往复潮流作用下逐渐埋入海床,其埋入段长度由2005年的50%增加到2013年的80%以上,而且平均埋入深度超过2.6m,自埋效果较好;而在管道路由与海流平行段或管道敷设于抗冲刷强海床上时,阻流板作用不能有效发挥,管道仍然呈现裸露状态。 展开更多

关键词 海底管道 阻流板 自埋 杭州湾

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近50年来浙江入海河流水沙通量变化过程 被引量：15

19

作者 张伯虎 吴修广 谢东风 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2015年第6期21-26,共6页

基于1961—2012年浙江主要入海河流年径流量和输沙量的时间序列资料，结合流域降水量和相关人类活动，通过数理统计，阐述了河流入海水沙通量的多尺度变化过程。结果表明：1961—2012年浙江入海河流径流量基于多年平均值上下波动、无明... 基于1961—2012年浙江主要入海河流年径流量和输沙量的时间序列资料，结合流域降水量和相关人类活动，通过数理统计，阐述了河流入海水沙通量的多尺度变化过程。结果表明：1961—2012年浙江入海河流径流量基于多年平均值上下波动、无明显趋势性变化，降水量的波动是径流量年际变化的主要影响因素。近50年来，河流的输沙量年际波动比较剧烈，整体呈减少的态势。径流模数和输沙模数双累积拟合陆线表明，输沙量存在2—5个不等的时间尺度变化特征，各阶段输沙量明显减少与人类活动关系密切，流域的水土保持、水利枢纽兴建、人为采砂等活动改变了河流的水沙过程。 展开更多

关键词 浙江 水沙通量 时间尺度 降水量 人类活动

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基于FVCOM模式钱塘江河口涌潮三维数值模拟研究 被引量：16

20

作者 谢东风 潘存鸿 吴修广 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2011年第1期47-52,共6页

应用FVCOM模型进行钱塘江涌潮的二维和三维数值模拟,并使用2007年10月大潮期间的现场观测结果进行模型验证。结果表明,平面二维模拟结果与实测值吻合较好,与基于Godunov算法求解钱塘江涌潮二维特征的结果基本一致。三维计算结果再现了... 应用FVCOM模型进行钱塘江涌潮的二维和三维数值模拟,并使用2007年10月大潮期间的现场观测结果进行模型验证。结果表明,平面二维模拟结果与实测值吻合较好,与基于Godunov算法求解钱塘江涌潮二维特征的结果基本一致。三维计算结果再现了流速在垂向上的差异,以及在落潮转向涨潮时刻,涨潮先从底部开始,垂向上从底层向表层逐步从落潮流转为涨潮流。敏感性分析显示模型网格大小和曼宁系数的选取对模拟结果有较大的影响。 展开更多

关键词 钱塘江 涌潮 数值模拟 FVCOM

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