基本信息
河渠非恆定流及其物質輸運的數值模擬 [平裝]
~ 馮民權 (作者), 趙明登 (作者), 鄭邦民 (作者)
出版社: 科學出版社; 第1版 (2012年2月1日)
平裝: 304頁
正文語種: 簡體中文
開本: 16
ISBN: 7030332911, 9787030332912
條形碼: 9787030332912
商品尺寸: 23.8 x 16.8 x 1.6 cm
商品重量: 458 g
內容簡介
《河渠非恆定流及其物質輸運的數值模擬》內容簡介：河渠非恆定流是現代水力學的重要研究內容之一，也是生產實踐中經常遇到的問題，如河流洪水演進、河口潮流、水電站引水和尾水渠的波動、船閘充泄水對上下游水流造成的影響、污染物輸移擴散等。電子計算機的出現與發展使求解複雜的非恆定流問題成為可能。
《河渠非恆定流及其物質輸運的數值模擬》的基本內容包括波、河渠非恆定流基本方程、河渠非恆定流處理方法、河渠非恆定流數值解法，同時給出套用方面的各種計算實例，並對特殊的非恆定流問題與河口潮汐進行論述。《河渠非恆定流及其物質輸運的數值模擬》的內容包括河渠非恆定流的基本原理和數值模擬方法，同時包括編者的科研成果，如溫差熱排水、潰壩洪水等。
《河渠非恆定流及其物質輸運的數值模擬》可供河口和海岸整治、農田水利、水力發電、水運、防洪、環境工程等專業的科研、設計及管理人員閱讀，也可供高等學校相關專業的教師和研究生參考。
《河渠非恆定流及其物質輸運的數值模擬》是由科學出版社出版的。
目錄
序
前言
第1章緒論
1.1河渠非恆定流研究目的與意義
1.2河渠非恆定流的特點
1.3河渠非恆定流的主要研究方法
1.4國內外研究進展
1.5我們的認識和工作
第2章關於“波”
2.1波的特性、要素與分類
2.2明渠淺水波波速
2.3渾水中的波速
2.3渾水中的波速
第3章河渠非恆定漸變流的基本方程
3.1連續方程(水量平衡方程)
3.1.1單式斷面情況
3.1.2複式斷面情況
3.2河渠非恆定漸變流動量方程
3.2.1作用於微段水體上水流方向的外力
3.2.2明槽非恆定流Δx段內水體在水流方向的動量變化率
3.2.3有旁側入流情況下非稜柱形明槽一元非恆定漸變流的動量方程式
3.3河渠非恆定漸變流聖維南方程組
3.4河渠非恆定流控制方程的張量形式
3.4.1質量守恆——連續性方程
3.4.2動量方程
3.5河渠非恆定流物質輸運的對流擴散方程
3.6河渠非恆定流物質輸運方程及其坐標變換
3.6.1控制方程
3.6.2坐標變換
3.6.3一般曲線坐標下的方程
第4章河渠非恆定流求解方法
4.1理論解法
4.1.1波動方程解法
4.1.2微幅波法
4.1.3瞬態法
4.2特徵線法
4.2.1特徵線法的基本思想
4.2.2聖維南方程組的特徵線方程和特徵方程的建立
4.2.3聖維南方程組的特徵線解法
4.2.4特徵線法的算例和程式
4.2.5長波傳播的特徵線法程式
4.3有限差分法
4.3.1差分、差商與截斷誤差
4.3.2差分方程的基本問題
4.3.3顯式差分格式
4.3.4隱式差分格式
4.3.5長波傳播的顯式、隱式差分程式
4.3.6Preissmann格式計算程式
4.4有限體積法
4.4.1有限體積法的基本思想
4.4.2有限體積法的基本法則
4.4.3平面二維非恆定流的有限體積法
4.5隨機遊動法
4.5.1隨機遊動與擴散理論
4.5.2隨機遊動法解方程
4.5.3隨機遊動程式
第5章河渠非恆定流的實際套用
5.1水庫、河道洪水演進
5.1.1某水庫潰壩洪水演進
5.1.2北金堤二維洪水演進
5.1.3渾水洪水演進
5.1.4暴雨洪水對核電站廠區的影響
5.2電站日調節引渠中的波動
5.3船閘充放水時的非恆定流波動
5.3.1工程概況
5.3.2數值模擬
5.3.3結語
5.4長江武漢河段非恆定流動床數值模擬
5.4.1概況
5.4.2數學模型及計算方法
5.4.3計算成果
5.5淹沒式溫排水三維紊動擴散的數值模擬
5.5.1有限分析解
5.5.2淹沒式溫排水紊動擴散的算例模擬
5.6珠江河口獅子洋水道潮流模擬
5.6.1概況
5.6.2數學模型及計算方法
5.6.3計算條件與計算成果
第6章特殊的非恆定流問題
6.1潰壩理論解、急變流動、間斷波
6.1.1潰壩壩址處流量水位分析的理論解
6.1.2瞬間全潰壩址處最大流量的經驗公式
6.1.3潰壩間斷波數值解法
6.2水庫潰壩洪水對核電站的影響
6.2.1概況
6.2.2數學模型及計算方法
6.2.3成果分析
6.3某水庫潰壩洪水演進模擬
6.3.1模擬方法
6.3.2洪水演進模擬的邊界條件
6.3.3高程、糙率數據提取
6.3.4淹沒範圍
6.3.5蓄洪區蓄水量校核
6.4三峽庫區河道二維水質模型
6.4.1概況
6.4.2數學模型及計算方法
6.4.3可溶性污染物計算實例
主要參考文獻
文摘
第1章緒論
1.1河渠非恆定流研究目的與意義
河、渠中過水斷面上的水力要素如流量Q、平均流速v及水位z等隨時間不斷變化的流動稱為河渠非恆定流。 河流中的洪水漲落過程，各種節制閘門開啟和關閉過程中的流動，水電站運行過程中因流量變化而引起的上、下游水位波動，潰壩後水體的突然泄放過程，船閘的充水和放水，暴雨期城市河渠排水系統的流動，濱海地區的河流及灌溉排水渠道因潮汐影響而發生的水位波動，等等，都屬於河渠非恆定流。 河渠非恆定流(不恆定流)在理論和實際套用方面都有重要意義。例如，在河流洪水漲落過程中，通過洪水演進計算，確定洪水沿河道向下游傳播時各斷面出現洪峰的大小和時間，作為洪水預報、水庫調度、河道整治、堤防與分蓄洪區等防洪基礎設施建設的重要依據。水電站上、下游水面波動計算所得到的最大和最小水深直接關係著堤岸頂高、壓力鋼管進口和尾水管出口高程的確定。大壩、堤防和其他擋水建築物的瞬間潰決與逐漸潰決，航道、運河及灌溉溝渠的閘門啟閉，水電站、水泵站運行過程中工作狀態的改變，都會導致引水渠和尾水渠內水位和流量關係的變化，形成向上游運動的負波和向下游運動的正波，這些問題都屬於河渠非恆定流。
我國是一個具有眾多高含沙河流的國家，由泥沙帶來的問題十分突出，黃河、長江等大河大江的泥沙問題尤為嚴重。例如，逐年的泥沙沖刷和淤積導致河床演變和整個流域地形地貌的改變；水庫中泥沙的淤積使水庫的有效庫容減小，縮短水庫的使用壽命，等等。對這些問題的研究依賴於對河渠水流運動規律的研究。隨著人民生活水平的提高和工業的發展，越來越多的生活污水和工業廢水排入江河，水污染的現象十分嚴重，水污染的傳播和控制與減輕水污染的研究對下游生活用水和工業用水的取水是十分迫切的。隨著火電事業的飛速發展，火電廠冷卻水使用後熱水的排放極大地影響了水域及其四周的生態環境。這些屬於傳質傳熱運動方面的研究，密切地建立在河渠非恆定流運動規律研究的基礎上。
船閘作為水利樞紐工程的一個重要組成部分，包括上、下游引航道和閘室三個部分。引航道的合理布置決定了航運的安全運營，而這種合理布置只有通過研究和評價眾多方案下的河渠非恆定流運動規律才可以獲得。 丁壩是河道整治工程中常見的水工建築物之一，它對水流運動的影響無疑是十分巨大的。為了驗證丁壩建成後能否達到預期的河道整治目的，只有通過研究丁壩修築前後河渠非恆定流運動規律的改變來加以證實。
