卵石滩群水沙模拟技术研究

基本信息
批准号:51609161
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:陈日东
学科分类:
依托单位:四川大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:范中海,李彬,李果,黄小利
关键词:
航道整治推移质数值模拟河床演变卵石滩群
结项摘要

There are many types of pebble beaches in mountain river. The formation mechanism of which are complex. The beaches are restricted by each other and waterway regulation is difficult. The regulation to gravel beach group shall be planned and designed integratedly and implemented all in one time. However currently waterway regulation technology aim single beach and far not meet formed a complete set of waterway regulation technology in beach group, which based on the physical model and focused on prototype observation or the generalized flume experiment. This study will build a two-dimensional water and sediment mathematical model based gravel transport for long period of time and long distance of river, which considered the deficiencies on the current mathematical models and focused on pebble beach group of Yibin-Chongqing river. The algorithm of the flow simulation can balance between efficiency and precision,which explore format couple explicit form and implicit form. In Bedload simulations, not only takes into account of the sediment continuity but also simulate complex pebble bedload movement by sediment mass algorithm, to the pebbles simulation quality motion goes closer to the actual. The model will validat by a series of tests and then the model is further applied in an application for investigating the change in the landform of Yibin-Chongqing river caused by the bedload transport, so that the results of this study will provide a better understanding for the complex bedload transport in waterway and provide technical support in waterway regulation of gravel beach group.

山区河流中卵石滩群的碍航特性最为复杂,整治难度非常大。目前航道整治技术多针对单滩进行,尚未形成成套的滩群整治技术,研究亦以物理模型为主,集中在卵石滩群的原型观测、概化水槽试验上。作为滩群整治研究的拓展,本研究以叙渝段卵石滩群为研究对象,采用数模模拟为手段,针对现有数学模型的不足,在水流模拟中探索不同显隐格式的嵌套,使算法能兼顾效率与精度;在推移质模拟中,突破了传统推移质模拟中仅考虑了推移质泥沙连续性,利用原创性的流团算法模拟复杂的卵石推移质运动,使卵石推移质运动过程的数值模拟更接近实际,建立以模拟卵石输移为主的二维长时段长河段水沙数学模型。通过实验数据和实测数据检验模型的计算能力,应用模型模拟叙渝段卵石滩群的河床演变过程,为以后卵石滩群整治技术的提供技术支撑。

项目摘要

卵石滩群的水沙计算需要解决长时段长河段非恒定流计算与推移质输沙带模拟两个难点。针对大型河流的非恒定流交汇、叠加及在长河段上的传播特性的问题,本研究采用基于隐式与显式结合的算法,提高了模型计算的效率与精度,建立了能模拟长河段非恒定流传播过程的数学模型。将该模型应用于宜宾至重庆河段的非恒定流模拟中,结果表明:该数学模型模拟水位与实测水位值基本一致,可以用于模拟该河段非恒定流传播过程。对于推移质模拟,传统的二维模型,仅考虑了推移质泥沙连续性,但由于推移质运动的连续性和水流的连续性间存在较大的时间空间不同步,加之卵石推移质运动具有很强的随机性,会造成推移质与床沙交换的位置与交换量都会与实际有很大的偏差,故数学模型很难真实反映天然山区河流推移质运动过程。为了使卵石推移质运动过程的数值模拟不断接近实际,本项目开发了推移质流团算法,兼顾了推输移速度(泥沙补给快慢),推移质沙带(推移位置),输移量(推沙率)等问题。采用数学模型模拟都江堰水利工程的卵石推移质在小水,中水,大水条件下的输移过程,通过模拟结果初步阐述都江堰“深淘滩,低作堰”这一古代工程管理总则的科学原理。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
2

主控因素对异型头弹丸半侵彻金属靶深度的影响特性研究

主控因素对异型头弹丸半侵彻金属靶深度的影响特性研究

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2020.09.026
发表时间:2020
3

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

DOI:10.15986/j.1006-7930.2017.06.014
发表时间:2017
4

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2020.19.016
发表时间:2020
5

掘进工作面局部通风风筒悬挂位置的数值模拟

掘进工作面局部通风风筒悬挂位置的数值模拟

DOI:
发表时间:2018

陈日东的其他基金

相似国自然基金

1

水库变动回水区推移质运动机理及卵石滩群再造过程研究

批准号:51539007
批准年份:2015
负责人:杨克君
学科分类:E0903
资助金额:290.00
项目类别:重点项目
2

三峡库尾卵石滩群再造过程及航槽适应性协调机制研究

批准号:51679020
批准年份:2016
负责人:杨胜发
学科分类:E1101
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
3

沙卵石河床滩槽推移质交换的研究

批准号:58670337
批准年份:1986
负责人:蔡金德
学科分类:E09
资助金额:5.00
项目类别:面上项目
4

冲积河流滩槽水沙配置机理研究

批准号:51879282
批准年份:2018
负责人:吉祖稳
学科分类:E0903
资助金额:60.00
项目类别:面上项目