本项目选取河流泥沙运移数值模拟过程中,几个典型而重要的建模及算法问题作为研究对象,拟综合应用微分方程数值解法、计算流体力学及河流动力学的最新理论和方法进行系统深入的研究。主要研究内容和目标是一是对天然河流连续弯道水流运动及泥沙运移紊流数学模型进行改进或重新建模,使之更加符合实际; 二是对工程界广泛使用的有限体积法中的核心算法—压力修正类算法的收敛性、收敛阶、稳定性进行严谨的理论分析和推导,为其应用奠定坚实的理论基础; 三是对水流运动方程组与泥沙运动方程之间的耦合计算以及对流项的高精度离散格式进行改进和构造,以提高计算效率和模拟精度。上述几个典型问题的改进或解决不仅可以有力地推动计算数学在河流泥沙运移数值模拟这一交叉学科研究领域的发展,而且还可将成果移植推广到数值传热学、物质传递过程等领域,因而具有重要的理论意义和工程应用价值。
英文主题词numerical simulation;sediment transport;partial differential equation;SIMPLE series algorithms;TDMA iteration algorithm