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河道平面二维水沙数学模型的有限元方法

   
    摘要:采用有限元方法建立起一套河道平面二维水流泥 沙数学模型。在前人研究的基础上,采用了质量集中的处理方法,提出了压缩存储的方法, 从而大大减少了计算存储量。针对有限元法时间步长需取得较短问题,采用了“预报-校正-迭代”的算法,提出了“非恒定-恒定-非恒定流”的算法,既能解决工程实际问题,又大大减少了计算量。作者以下荆江监利河段为例进行泥沙冲淤计算,计算结果与实测值符合较好,从而证明了模型的可靠性。
   
    关键词:水流泥沙 有限元 模型验证
   
   
   
   

三峡工程建成后,水库将拦蓄大量泥沙,下泄水流含沙量减小,对三峡工程坝下游河道将产生以冲刷为主的影响,包括对荆江河段的河势及荆江大堤带来影响。为研究坝下游重点河段的河床冲淤分布、河势变化、近岸流速变化等问题,一维模型显得无能为力,但可采用平面二维模型来解决。有限元方法可采用无结构化网格,能很好地模拟不规则的几何形状,因此很适合于对天然河道的模拟。

 
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