Совершенствование методов и технологий прикладного численного моделирования в гидравлике открытых потоков

• Автор: Беликов, Виталий Васильевич
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 373 с. : ил.

Глава I. Существующие и перспективные подходы к компьютерному моделированию открытых потоков. Явная схема распада разрывов для расчета течений с умеренными и большими числами Фруда на гибридных сетках. Двухслойная двумерная модель паводковых течений. Компьютерные программы для расчета открытых потоков. Глава 2. Сбор и обработка исходных данных, схематизация объекта исследования, выбор адекватных численных моделей. Принципиальная схема применения ГИСтехнологий. Методика интерполяции рельефа земной поверхности в узлы расчетной сетки. Глава 3. Численное моделирование паводковых, ветровых н приливших течений в сложных ситуационных условиях с учетом природных и антропогенных воздействий. Расчет зон затопления низовьев р. Волга при паводках с учетом переменного уровня Каспийского моря. Моделирование паводковых течений на полуострове Ямал с учетом промысловых автодорог и ветровых нагонов. Сахалин. Глава 4. Разработка и применение компьютерных гидравлических моделей участков рек при проектировании гидротехнических сооружений.


Таким образом, при заданном расходе воды возможны три режима течения с фиксированным уровнем ВБ, через неподтопленный и подтопленный водосливы. Очевидно, что в последнем случае уровень МБ оказывает влияние на уровень ВБ. Уравнения СенВенана не описывают движение воды через подтопленный водослив, поэтому модифицируем их так, чтобы можно было наряду с течением потока в естественном русле единообразно сквозным образом рассчитывать и все перечисленные режимы при наличии водоподпорного сооружения. Для этого в уравнение движения на отрезке , 1 необходимо ввести дополнительное гидравлическое сопротивление, аналогичное трению, которое бы обеспечивало требуемый перепад уровней на плотине, а конвективные члены исключить. Уравнение неразрывности при этом не изменяется. Я 2. Гv, коэффициент гидравлического трения, другие обозначения аналогичны приведенным ранее. Л
Выражение для коэффициента подтопления а зависит от типа водослива, и, например, для водосливов практического профиля может быть принято в виде
Возможно использование и других аналогичных зависимостей. Для окончательного назначения коэффициентов т и о представляется целесообразным калибровка на основе экспериментальных и натурных данных. При проведении нестационарных расчетов величина Р вычисляется по значениям параметров на нижнем слое по времени. Вели уровень ВБ задан, то р определяется непосредственно из 1 также по значениям переменных с нижнего слоя. Уточнение расчетных значений нелинейных параметров достигается выполнением на каждом шаге но времени дополнительных итераций.