Математическое моделирование транспорта придонных наносов в речных руслах

• Автор: Гусейнова, Милада Руслановна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

ТРАНСПОРТА ПРИДОННЫХ НАНОСОВ

1.1 Механизм транспорта придонных наносов

1.2 Обзор методов расчета транспорта придонных

наносов в речных руслах.

1.3 Выводы по первой главе и постановка задачи исследований.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И НАТУРНЫХ ДАННЫХ ТРАНСПОРТА ПРИДОННЫХ НАНОСОВ С ПОМОЩЬЮ ФАКТОРНОГО И МНОЖЕСТВЕННОГО РЕГРЕССИОННОГО АНАЛИЗА.
2.1. О факторах, обусловливающих процесс транспорта придонных наносов в речных руслах
2.2. Применение факторного анализа для выявления основных факторов, обусловливающих процесс транспорта придонных наносов
2.3. Разработка алгоритма и программы факторного анализа транспорта придонных наносов
2.4. Разработка алгоритма и программы множественного регрессионного анализа для получения эмпирической формулы расхода придонных наносов
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТРАНСПОРТА 4 ПРИДОННЫХ НАНОСОВ В РЕЧНЫХ РУСЛАХ НА ОСНОВЕ
ТЕОРИИ ВЫБРОСОВ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ.
3.1. Вероятностные характеристики взаимодействия потока в придонной области с переносимыми частицами наносов.
Критерии видов движения руслоформирующих наносов
3.2. Математическая модель транспорта придонных наносов с учетом грядового движения
3.3. Разработка алгоритма и программного комплекса для расчета расхода придонных наносов в речных руслах
3.4. Апробация математической модели транспорта придонных наносов на экспериментальных и натурных данных. Ю
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ ОДНОФАКТОРНОГО РЕГРЕССИОННОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМУЛЫ РАСХОДА ПРИДОННЫХ НАНОСОВ В ПАРАМЕТРИЧЕСКОМ ВИДЕ.
4.1. Разработка алгоритма и программного продукта для отсева грубых погрешностей экспериментальных и
натурных данных транспорта придонных наносов Ю
4.2. Исследование различных регрессионных моделей для
получения эмпирической формулы расхода придонных
наносов в параметрическом виде.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Результаты проведенных исследовании внедрены в учебный процесс: издано учебное пособие «Гидравлический расчет на ЭВМ гидротехнических сооружений»; разработанные методы, алгоритмы и компьютерная программа расчета транспорта придонных наносов используются студентами специальностей - «Гидротехническое строительство» и - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель» в курсовом и дипломном проектировании. Результаты исследований диссертационной работы использовались при очистке магистрального канала им. Октябрьской революции на отдельных участках, ПК 0 - ПК 7. В результате использования разработанного программного комплекса для расчета расхода придонных наносов, были получены примерные объемы наносов, необходимые для очистки канала, т. Расчетный экономический эффект от внедрения результатов исследований составляет руб. XXIII, XXIV, XXV, XXVI внутривузовских научно-технических конференциях ДГТУ (Махачкала, ,,, ). Региональной НИК «Компьютерные системы и технологии в науке, экономике и образовании» (Махачкала, ). Международной НТК «Измерение, контроль, информатизация» (Барнаул, ). Международном конгрессе «Вода: экология и технология» ЭК-ВАТЭК- (Москва, ЗАО фирма «Сибико Интернешнл», ). Международной НПК «Природообустройство и рациональное природопользование - необходимые условия социально-экономического развития России» (Москва, ). Региональной НПК «Проблемы мелиорации и перспективы развития водохозяйственного комплекса Республики Дагестан» (Махачкала, ). Основные результаты диссертационной работы опубликованы в печатных работах и изложены в отчетах о НИР. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 7 страницах, содержит рисунков, 7 таблиц, 5 наименований библиографии и 2 приложения. VЫ — коэффициент подвижности наносов; q - удельный расход воды, м3/(с. Ф(х|) - функция нормального распределения; qт - удельный расход придонных наносов, кг/(с. Яг /(Рош^Гщо*) ~ относительный удельный расход придонных наносов. ГЛАВА 1. Теоретические и экспериментальные исследования движения наносов в турбулентном потоке (Г. А. Эйнштейн, М. А. Великанов, А. Шильдс, Е. Мейер-Петер, Т. К. Джильберт, И. В. Егиазаров, И. И. Леви, Ц. Е. Мирцху-лава, A. B. Караушев, H. A. Михайлова, В. Н. Гончаров, К. В. Гришанин, К. И. Российский, A. B. Магомедова, H. H. Гришин, B. C. Вербицкий и др. По мнению ряда исследователей, такое разделение не совсем правильно, так как, вследствие переноса твердых частиц турбулентными (вихревыми) возмущениями, в потоке постоянно происходит обмен частицами руслоформирующих наносов между дном и основной толщей потока, за исключением частиц неруслоформирующих фракций; при этом основной формой перемещения твердых частиц считают скачкообразное движение наносов (сальтацию), а донное влечение и взвешивание - предельными случаями сальтации при бесконечно малой и бесконечно большой длинах скачков (М. А. Великанов). При неоднородном по крупности гранулометрическом составе наносов в потоке одновременно имеют место все три вида движения [6,, ]. Природа турбулентного потока столь сложна, что, несмотря на то, что исследованию механизма турбулентности водных потоков посвящено большое количество работ отечественных и зарубежных ученых [, , , ,, , , ], в этой области нет надлежащей ясности. Согласно современным представлениям, турбулентный поток состоит из совокупности вихревых возмущений с различными размерами и периодами движения. Крупномасштабные турбулентные возмущения возникают вследствие неустойчивости основного течения и, превращая энергию, заимствованную от осредненного движения, в энергию турбулентных пульсаций, передают ее по каскаду вихрей от более крупных к более мелким, вплоть до мельчайших, механическая энергия которых превращается в тепловую за счет сил внутреннего трения, обусловленных вязкостью (А. Н. Колмогоров) []. Стохастический характер турбулентности водных потоков, вследствие интенсивного перемешивания жидкости, определяет случайный характер мгновенных скоростей и гидродинамических сил Р> Уу и РУХ, действующих на частицы русловых фунтов и транспортируемых русловых наносов (рис. Транспорт придонных наносов водным потоком осуществляется в форме скольжения, качения по дну или скачкообразного движения, часто с образованием фяд.