【技术实现步骤摘要】
一种基于河网水沙二维有限控制体积的预测方法
本专利技术涉及一种基于二维有限控制体积的预测方法，尤其涉及一种基于河网水沙二维有限控制体积的预测方法，属于河流动力学计算领域。
技术介绍
近年来，泥沙数学模型研究已取得了长足的进展，广泛应用于水库、河道、湖泊以及河口的河床冲淤变形预测。为了提高预测精度，除了致力于河床变形机理和计算模式的研究外，水沙运动方程组的数值离散算法的改进和创新亦是不可缺少的重要环节。河网一维水沙有限差分法因其简单实用，已成为河网水沙数值模拟的主要算法，但在实际模拟工作中存在缺陷，主要表现在：无法反映河道主槽与滩地的水沙交换量；河网汊点的分沙计算仍采用带有经验系数的计算模式，汊点分沙计算精度不够高。河道二维水沙差分算法也同样存在不够完善的方面，如有限差分法除非矩形网格很细，否则难以准确描述计算域边界和地形，不仅增加计算工作量，而且还导致局部流场和泥沙浓度场模拟精度欠佳；由于有限差分法属于节点算法，难以准确实现计算单元以及整个计算域上水量、动量以及泥沙量的平衡，影响了水沙运动数值模拟的计算精度和数值稳定性；边界...
【技术保护点】
1.一种基于河网水沙二维有限控制体积的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)网格划分方式使用四边型斜低网格单元，按照CFL小于等于1.0时计算特征时间步长
【技术特征摘要】
1.一种基于河网水沙二维有限控制体积的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)网格划分方式使用四边型斜低网格单元，按照CFL小于等于1.0时计算特征时间步长其中，i为第i号单元，Δxj、Δyj表示四边形第j边的边长(j＝1～4)；ui、vi、hi分别为第i单元的x方向流速、y方向流速和水深，g为重力加速度常量。
(2)设流速在控制体单元内为常数分布，单元界面处左右两边的x方向垂线平均的水平流速分量分别为uL、uR，单元界面处左右两边的水深分别为hL、hR，则所述单元界面左右两边的单宽流量分别为qL＝hLuL、qR＝hRuR，选用Osher格式来计算斜底跨单元界面的法向水流数值通量向量Fn；
(3)将所述斜底跨单元界面的法向水流数值通量向量Fn与单元界面的含沙量相乘，得到单元界面处的泥沙数值通量，代入有限控制体积水沙离散方程组中。
2.根据权利要求1所述的基于河网水沙二维有限控制体积的预测方法，其特征在于：步骤(2)中所述斜底跨单元界面的法向水流数值通量向量Fn采用二维非恒定浅水方程组的守恒形式计算：
其中，t为时间，守恒物理量W、x向通量向量F、y向通量向量G以及源项向量D分别为：
式中，h为水深、u是x方向垂线平均的水平流速分量、v是y方向垂线平均的水平流...
【专利技术属性】
技术研发人员：施勇，栾震宇，胡腾飞，贾雅兰，金秋，陈黎明，陈炼钢，徐祎凡，姜蓓蕾，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。