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非统一结构网格下高精度溃坝水流数值模拟
  • ISSN号:1003-1243
  • 期刊名称:《水力发电学报》
  • 时间:0
  • 分类:TV131.4[水利工程—水力学及河流动力学]
  • 作者机构:[1]华中科技大学水电与数字化工程学院,武汉430074
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51239004);水利部公益性行业科研专项(201001080,200901010)
中文摘要:

针对溃坝洪水数值模拟面临复杂地形和不规则边界的特点,综合考虑了摩阻项和干湿界面对水流的影响以及模拟精度与运行效率等问题,建立了非统一结构网格下求解二维浅水方程的高精度Godunov型有限体积模型。基于局部Froude数,提出了水深一水位加权变量重构技术,有效模拟了复杂混合流和间断流,并结合Hancock预测.校正法提高了模型精度;引入了一种简单有效的处理方法模拟了运动的干湿界面变化;采用单元中心型底坡项近似处理方法并结合改进的半隐式格式,解决了摩阻项可能引起的刚性问题,提高了模型的稳定性。经典型算例和漳河水库溃坝洪水分析结果表明该模型稳定、精度高且和谐性强。

英文摘要:

A high-performance Godunov-type finite volume model was developed by solving the two-dimensional shallow hydrodynamics on non-uniform girds for application to dam-break flood propagation over complex topography, focusing on simulation efficiency and calculations of source terms and moving wet/dry fronts. In this model, a weighted surface-depth gradient method which considers the local Froude number, is adopted for water depths reconstruction, and the Hancock predictor-corrector method for time stepping. A simple but effective method is described for modeling wetting and drying. The central approximation for the central bed slope source term combined with a semi-implicit scheme for the friction terms can effectively prevents numerical instability of small depth calculations. Numerical results from test examples show that the new scheme is stable, precise and well-balanced.

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期刊信息
  • 《水力发电学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国水力发电工程学会
  • 主编:李庆斌
  • 地址:北京清华大学新水利馆211室
  • 邮编:100084
  • 邮箱:
  • 电话:010-62783813
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-1243
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2241/TV
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 优秀学术期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12057