98年長江流域特大洪水以后,人們對濕地防洪問題的重視程度逐漸提高。洪水的來源不僅僅可以是雨水,還可以是上游堤壩泄洪、人為決堤、潰壩、海潮向內陸反涌引起的。這就要求我們對洪水有充分的認識并能對可能發(fā)生的洪水災害提前做出反應,所以能夠提前預測水情就顯得尤為重要。隨著數(shù)值模擬技術的提高和計算機性能的飛速發(fā)展,利用數(shù)值模擬進行洪水演進成為主流趨勢。數(shù)值模型不僅能把局部有限的實測信息推演到全計算域,還能對歷史洪水進行驗證、模擬實時洪水以及預測未來洪水。模擬的結果能為相關防洪指揮部門制定防洪減災決策提供數(shù)據支持,具有重要的應用價值。濕地流動屬于二維淺水流動,在閱讀大量國內外學者的研究成果后,本文首先從最基本的Navier-Stokes方程組出發(fā),根據淺水流動的特征,忽略物理量在垂向的變化并將N-S方程各項沿深度平均,便推導出二維淺水方程.然后闡述了HydroInfo二維水動力模型對淺水方程的離散原理和通量計算方式。其次模擬驗證三個經典的二維潰壩算例,結果表明HydroInfo計算結果與實測數(shù)據吻合較好,符合物理規(guī)律,驗證了HydroInfo的模型具有良好的捕捉激波的能力,分辨率較高。并與MIKE2... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究問題的背景
    1.2 研究目的和意義
    1.3 水動力學模擬國內外研究進展回顧
    1.4 研究思路和內容
2 數(shù)值模擬理論基礎及方法
    2.1 水流運動的數(shù)學方程
    2.2 有限體積法離散
    2.3 數(shù)值通量計算
        2.3.1 改進HLL格式
        2.3.2 和諧性證明
    2.4 源項處理
        2.4.1 底坡源項處理
        2.4.2 摩阻源項處理
    2.5 時間積分
    2.6 本章小結
3 模型對比與驗證
    3.1 數(shù)值模擬軟件介紹
        3.1.1 MIKE21 FM
        3.1.2 HydroInfo
    3.2 算例驗證
        3.2.1 二維矩形部分潰壩模擬
        3.2.2 收縮渠道的潰壩問題（LNEC-IST）
        3.2.3 二維部分潰壩的繞流問題
    3.3 本章小結
4 研究區(qū)概況
    4.1 建設項目概況
        4.1.1 研究區(qū)域地理位置
        4.1.2 研究區(qū)域范圍
    4.2 研究區(qū)域基本情況
        4.2.1 地形地貌
        4.2.2 水文條件
        4.2.3 氣候特征
        4.2.4 土壤條件
        4.2.5 植被資源
        4.2.6 濕地資源
        4.2.7 工程規(guī)劃
    4.3 本章小結
5 嫩江灣濕地二維水動力模型的建立
    5.1 模型建立
        5.1.1 網格劃分
        5.1.2 地形數(shù)據
        5.1.3 河床糙率
        5.1.4 邊界條件
    5.2 參數(shù)率定
    5.3 計算參數(shù)設置及方案
    5.4 計算結果分析
        5.4.1 天然狀態(tài)下水流狀態(tài)分析
        5.4.2 道路建成后水流狀態(tài)分析
        5.4.3 道路整改后水流狀態(tài)分析
        5.4.4 嫩江灣特征點水位及流勢對比
    5.5 綜合分析
    5.6 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]MIKE 21 FM中的涉水建筑物不同概化方法效果分析[J]. 劉順萍,果有娜,丁志宏.  海河水利. 2018(06)
[2]HydroInfo數(shù)值模擬軟件在洪水影響評價中的應用[J]. 侯琳,王勇.  東北水利水電. 2018(12)
[3]城市雨洪數(shù)值模擬中建筑物概化方法的研究[J]. 董建武,金生.  水利規(guī)劃與設計. 2018(10)
[4]MIKE 21二維非恒定流模型在北京市延芳淀濕地洪水影響分析中的應用[J]. 孫曉英,張建濤,張彤,李澤敏,鞏媚.  水利水電技術. 2018(01)
[5]基于一維水動力模型分析涉水建筑對河道行洪能力的影響[J]. 郭立兵,王亞東,田福昌.  南水北調與水利科技. 2017(06)
[6]海上溢油漂移擴散的數(shù)值模擬[J]. 王昆,林金波,杜靜.  水動力學研究與進展(A輯). 2017(02)
[7]基于非結構網格求解二維淺水方程的高精度有限體積方法[J]. 艾叢芳,金生.  計算力學學報. 2009(06)
[8]求解具有復雜地形二維淺水方程的修正HLL格式[J]. 艾叢芳,金生.  大連理工大學學報. 2009(06)
[9]基于修正Roe格式的有限體積法求解二維淺水方程[J]. 劉剛,金生.  水利水運工程學報. 2009(03)
[10]河道、滯洪區(qū)洪水演進數(shù)學模型[J]. 李大鳴,林毅,徐亞男,周志華.  天津大學學報. 2009(01)

博士論文
[1]水動力數(shù)值模擬系統(tǒng)（Hydroinfo）開發(fā)及應用研究[D]. 張南.大連理工大學 2018
[2]大安市土地利用變化驅動下的降水入滲與土壤水分模擬研究[D]. 馬海燕.吉林大學 2016
[3]淺水方程高分辨率算法的研究[D]. 柏祿海.大連理工大學 2013
[4]潰壩洪水數(shù)學模型及水動力學特性研究[D]. 宋利祥.華中科技大學 2012
[5]三維水動力數(shù)值模擬及可視化研究[D]. 康蘇海.大連理工大學 2011
[6]城市濕地公園建設的研究[D]. 駱林川.大連理工大學 2009
[7]基于非結構化網格的具有自由表面水波流動數(shù)值模擬研究[D]. 呂彪.大連理工大學 2010
[8]復雜水流的高分辨率數(shù)值模擬[D]. 王昆.大連理工大學 2009
[9]濕地防洪與發(fā)展模式研究[D]. 曾濤.河海大學 2005
[10]流域洪水演進建模方法與河網糙率反分析研究[D]. 程偉平.浙江大學 2004

碩士論文
[1]基于fluent的人工濕地二維流場數(shù)值模擬研究[D]. 韓殿超.東北農業(yè)大學 2017
[2]基于Mike21FM的山區(qū)小流域涉水工程防洪影響研究[D]. 張大茹.中國水利水電科學研究院 2015
[3]河道二維洪水演進數(shù)值模擬計算的研究及其應用[D]. 董傳紅.天津大學 2015
[4]青龍河洪水演進數(shù)值模擬[D]. 潘薪宇.哈爾濱工程大學 2014
[5]二維淺水流動數(shù)值模擬研究及其應用[D]. 陳海鑫.大連理工大學 2013
[6]鄱陽湖區(qū)歷代防洪方略研究[D]. 焦雙娜.華中師范大學 2013
[7]基于有限體積法的二維淺水水流數(shù)值模擬技術研究[D]. 吳紅俠.安徽大學 2012
[8]淺水間斷流動數(shù)值模擬及其在潰壩水流問題中的應用[D]. 劉剛.大連理工大學 2009
[9]淺水波的一維和二維數(shù)值分析[D]. 藍霄峰.武漢大學 2005



本文編號：2899272