导读:本文包含了浅水流动论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:浅水,方程,网格,步长,结构,格式,体积。
浅水流动论文文献综述
许仁义[1]（2013）在《浅水流动的大时间步长格式及其在沙坝模拟中的应用》一文中研究指出计算精度与计算效率难以兼顾一直是困扰浅水流动数值模拟的难题，制约了洪水灾害预报的可靠性。本文基于浅水流动的特征理论和双曲方程行波解，从经典Roe格式出发，建立了浅水流动模拟的大时间步长（Large Time Step，LTS）格式。该格式具有计算效率高、稳定性好的特点，同时达到优秀的计算精度，是浅水流动数值模拟的先进数值格式，具有重要的科学和应用价值。本文在如下叁方面取得重要新进展：通过将浅水流动的经典格式Roe格式转化为行波解的形式，同时用Riemann精确解计算浅水波速和波强度，建立了浅水流动模拟的大时间步长格式。由于该格式利用Riemann精确解本身具有分辨和描述稀疏波传播特征的特性，从而实现了对稀疏波传播特征的精确计算，避免了传统LTS格式无法准确计算稀疏波传播带来的非物理解和计算失稳的问题。计算表明，对溃坝问题CFL数可提高至5并保持很高的计算精度和计算效率。采用随机选取法（Random Choice Method，RCM）有效抑制了LTS在CFL数大于5时出现的非物理震荡，进一步将计算CFL数提高至25，解决了现有LTS格式CFL数一般小于5的限制。因采用多波分裂方法，使得计算在实现较高效率的同时，达到了高分辨率、高计算精度的目标，从而实现了浅水流动的高效、高精度模拟。建立了基于非结构网格的二维LTS格式，模拟了支流高含沙洪水沙坝淤堵过程，揭示了高含沙洪水入汇形成沙坝的机理及形态特点，发现在汇流区上游会形成沙坝，而在其下游则会形成回流淤积区，并沿干支流剪切流带形成导流沟，这与泥石流入汇堵河形态有较大区别；上游沙坝的形成是漫滩回流由对岸（左岸）嫩滩逐渐向右岸发展，与异重流淤积一起形成沙坝淤堵；在较大干流流量情况下，沙坝最先在右岸沙坝最薄弱处形成溃口，并逐渐出现多个溃口，直至最终消亡。(本文来源于《清华大学》期刊2013-11-01）
张景新,刘桦[2]（2013）在《浅水流动的分离涡模拟》一文中研究指出将分离涡模拟(DES)方法应用于带自由表面的水动力学数值模拟中,湍流模型采用Spalart-Allmaras(S-A)一方程模型,即标准的DES97模型。模型基于传统的静压假定,补充了动压修正项,拓宽了模型的应用范围。较之标准的DES模型,雷诺平均(RANS)模型的计算域不仅限于近床面(固壁)的一薄层,同时逐渐由床面向上拓展至开边界处的全水深计算域,即开边界水域也为RANS计算区域所覆盖。文中通过对沙丘地形条件下带自由表面的水流场的模拟,验证了模型的有效性,分析了DES模型建立及其应用中的一些重要因素,特别是边界条件的合理设定。(本文来源于《第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集（上册）》期刊2013-09-21）
陈海鑫[3]（2013）在《二维浅水流动数值模拟研究及其应用》一文中研究指出近海潮汐、河口涌潮及溃坝洪流等现象所涉及的水流问题是近来水动力学领域研究的热点。这类问题的特殊性在于水流可以近似为以重力为主驱动力的平向自由面运动,且流场中常包含激波使得物理量多呈现间断性。Navier-Stokes方程是描述水体运动的基本方程,然而计算上述问题,必须要以小尺度模型才能反映流动特征,并且实际问题计算域广,流场边界复杂,影响流态的各种因素无法考虑全面,因而不具可行性。既然不能直接获得水流的瞬态效应,人们转而关注其时均情形,建立了Reynolds方程。在该方程基础上再做简化,基于平向运动假设,将方程各项沿深度平均,便得到计算上述问题的二维浅水方程。随着现代计算机的飞速发展,使得数值模拟技术突破了传统限制,已然发展成为科学研究的重要手段,而二维浅水方程的相关数值解法也因此层出不穷。本文在以往研究的基础上,总结和发展了一套完整的二维浅水流动数值计算模型。在模型建立过程中,以叁角形非结构化网格为基础,运用目前流行的有限体积法对方程进行数值离散,并分析出离散方程求解的核心问题——数值通量的计算。通过利用Godunov方法将单元控制体边界法向通量问题转化为基于间断性假设的局部坐标系下一维Riemann问题,进而采取一阶迎风型Roe差分格式的近似Riemann解得到法向数值通量。对源项的处理,分别采用斜底模型和加权隐式格式进行离散,确保了计算方法的稳定性与和谐性。另外,在处置初边值条件、干湿边界等模型求解的关键问题时,均考虑了数值计算流程的通用性。针对计算域边界单元只存在一侧物理量的问题,使用虚拟单元法结合沿输出特征方向的Riemann不变量条件,使得边界和内部单元通量计算方式相同；干湿边界问题则是经过修改所在干湿单元干节点地形高程而使整个单元转换为湿单元来解决。溃坝水流是典型的非恒定强间断问题,最能检测计算方法性能的优劣。应用本文所建数值模型,分别对各类溃坝问题进行了验证。结果表明,本文格式捕捉间断的能力较强且清晰度较高,干湿边界处理情况较好,满足精度和分辨率要求,可以推广到工程应用。文章最后分别对两个工程实例进行了模拟计算,并与实测资料进行了对比,进一步验证了本文模型处理实际水流问题的能力及计算精度。(本文来源于《大连理工大学》期刊2013-05-05）
毕胜,周建中,张华杰,宋利祥,陈生水[4]（2013）在《复杂地形上非恒定浅水二维流动数值模拟》一文中研究指出该文针对复杂地形条件下浅水流动数值模拟在干、湿边界附近面临计算失稳和格式和谐性差等难题,建立了非统一结构网格下二维浅水方程的高精度、高分辨率的有限体积模型。以基于水位的改进浅水方程为水流控制方程,采用能够有效捕获激波的HLLC近似黎曼算子计算界面通量;采用MUSCL-Hancock预测-校正法获得了在空间和时间上都具有二阶精度的Godunov格式;通过构造底坡修正项,保证了计算格式的和谐性;采用改进的半隐式格式解决摩阻项可能引起的刚性问题,提高了格式的稳定性。并通过算例研究,结果表明,该模型具有很好的和谐性与稳定性,适应干、湿界面计算,能有效模拟复杂地形条件下的水流运动。(本文来源于《水动力学研究与进展A辑》期刊2013年01期）
周洋[5]（2013）在《带自由表面叁维浅水流动的并行化模拟研究》一文中研究指出近年来，人们在河口海岸区域开展的资源开发、工程建设等活动越来越频繁，有力地推动了河口海岸的相关研究，而环境水动力学的计算一直以来都是河口海岸研究中的基础问题和热点问题。为了能对环境水动力过程进行准确的模拟，很多研究人员以及研究机构都开发出了自己的数值模拟软件对河口海岸地区的流场进行模拟。然而，随着人们对河口海岸水动力学问题的研究不断深入，对流场模拟的计算精度也提出了更高的要求。河口海岸带空间跨度巨大，然而随着空间分辨率的要求不断提高，数值模拟的计算量激增。当前计算机硬件发展迅速，多核“胖节点”和机群等高性能计算机的发展日新月异。为了充分利用计算机硬件资源，串行模式的计算软件势必为并行软件所取代。本文通过对当前主要的两类并行计算机——分布式内存计算机和共享内存计算机以及相应并行工具MPI和OpenMP的分析比较，结合当前计算机向众核发展的趋势，选用OpenMP作为并行工具开展了并行计算相关的研究。在原有自主开发的叁维河口海岸水动力学数值模拟软件OCERM(Ocern Coast Estuary and River Model)的基础上，实现了程序的并行化。为了获得最优的并行效率，通过细致的优化，避免程序在并行执行过程中不必要的同步，同时充分利用多核计算机的高速缓存。在共享内存多处理机(Shared-memory MultiProcessor)上对平底矩形槽内明渠流算例进行测试。通过对比，研究了计算规模、并行粒度、线程绑定等因素对于并行效率的影响,进一步分析了基于带预处理的双共轭梯度算法求解线性方程组的计算程序OCERM并行化后的可扩展性。最后基于并行化的OCERM计算程序对长江口及杭州湾区域的潮汐流场进行了数值模拟，验证了模型的可靠性。(本文来源于《上海交通大学》期刊2013-01-28）
许仁义,钟德钰,吴保生[6]（2012）在《一维浅水流动的一种大时间步长数值格式》一文中研究指出针对一维浅水方程提出了一种大时间步长格式(LTS),使用这种大时间步长格式可以获得较高的分辨率和计算效率。这种格式最初是由LeVeque提出来的,最近被用于空气动力学的欧拉方程组。在本格式中,传统的近似黎曼求解器被替换成精确黎曼求解器与行波法相结合。当CFL数小于1时,稀疏波采用单波近似就取得了很高的分辨率,但是当CFL数大于1,必须采用两波近似才能保证计算结果是正确的。相比于本格式在空气动力学中的应用,这里采用了更加简化的方法。在空气动力学中,通过等熵流条件来获得稀疏波近似状态变量的值,而在本格式中直接采用波头与波尾的平均。结果证明,采用这种简化对结果没有影响。当CFL数大于10的时候必须对波相撞进行处理以保证结果正确,但是仍然有振荡存在。当CFL数大于15时结果就失真了。通过比较,CFL数在5以下本格式能取得较高的分辨率和计算效率,大于5时,振荡会越来越大,计算效率提高也有限。(本文来源于《水利学报》期刊2012年S2期）
徐小武,薛立梅,范宝山,李克绵[7]（2012）在《基于有限体积法的二维浅水流动数值模拟程序开发》一文中研究指出应用近年来浅水动力学理论的研究成果,参考国内外在软件设计方面几十年积累的经验,开发了基于有限体积法的二维浅水流动数值模拟程序CFD-FVM2D。程序以Roe格式的近似Riemann解为基础,离散浅水方程并将源项按特征方向进行特征分解,建立带源项浅水方程的通量平衡的Godunov求解格式,并对摩擦源项采用隐式、半隐式求解格式,以解决浅水方程的间断、动边界和河床起伏问题。(本文来源于《水利科技与经济》期刊2012年10期）
郭颂歌[8]（2010）在《浅水流动及其挟沙状态下的数值模拟》一文中研究指出河道和近海周围一直是人类的聚集之地,因此河道的演变对人类活动有很大影响,从而需要研究水流的运动规律来为人类服务,而数值模拟则是有效的研究方法之一。’在浅水动力学的研究中,出现很多较好的实用算法,例如一维的LAX-Wendroff显格式,Preissomann隐格式及特征差分格式,并通过算子分裂法或者ADI法将其应用到二维问题,这些方法可以应用到一定的场合,但对于实际的工程问题却不能完全尽人意。本文基于数值模拟方法中最有前景的有限体积法对二维浅水方程进行离散求解,建立了二维浅水模型,在模型的求解过程中,对数值通量的求解用Roe格式的近似黎曼解,使其能够处理强间断问题,求解中引入矩阵理论来处理系数矩阵；对源项的处理用迎风格式的特征方向法,使其在处理非平底问题时保证了界面通量上的平衡,并使格式具有高精度和稳定性。在挟沙水流问题的分析中,基于扩散理论用张洪武的考虑泥沙影响的流速沿垂线分布公式建立含沙量沿垂线分布的规律,克服应用比较广泛的罗斯公式中含沙量在水面处为0的弊端,分布状态更符合实际。另外在二维浅水方程的基础上增加了泥沙扩散方程和河床变形方程,对其耦合求解,从而模拟挟沙水流的运动规律及河床的冲淤变形情况。对比之前浅水动力学的方法,本文所建立的模型能够应用到工程实际中,在本文的最后一章用第二章所建立的二维浅水模型验证了实验室中两个有代表性的溃坝实验：方形非对称溃坝问题及带有叁角形障碍物的溃坝问题,通过与实验室内的实测资料对比,其结果吻合良好,从而验证了二维浅水模型的准确性。用二维挟沙水流模型在不考虑冲淤的条件下模拟了温州海域内潮位场,流速场及含沙量变化过程,并与各个测站上实测资料的进行对比验证；对长江上沙市至监利段的水流运动规律进行数值模拟,在考虑冲淤及河床变形时,对其在一定时间段内的河床冲淤变形进行模拟验证。结果证明了模型在实际中的可应用性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2010-11-01）
潘存鸿[9]（2010）在《浅水间断流动数值模拟研究进展》一文中研究指出分析浅水方程的基本特性及其求解的困难,回顾国内外求解大尺度间断流动的关键技术问题,包括计算格式、守恒型控制方程中压力项与底坡源项的"和谐"处理方法,以及间断流动条件下的动边界模拟方法。(本文来源于《水利水电科技进展》期刊2010年05期）
李玲,晏智锋,刘昭伟[10]（2010）在《浅水圆柱绕流流动模式探讨》一文中研究指出数值求解了二维浅水方程和RNGk-ε流模型,模拟了不同稳定性系数S和圆柱中心间距G下的单圆柱、两圆柱和叁圆柱的尾流流动模式,研究了底部摩擦力对尾流结构的影响。结果表明:随着S增大,尾流在底部摩擦力的作用下趋于稳定,大尺度涡结构逐渐消失。单圆柱尾流区依次出现了涡街(VS)尾流、不稳定漩涡(UB)尾流和稳定漩涡(SB)尾流。多圆柱尾流除了受S数影响外,还与G密切相关。随着G的增大,两圆柱背后依次出现了单钝体绕流、偏转尾流和对称尾流,叁圆柱背后则依次出现了单钝体绕流、偏转尾流、对称尾流和非对称尾流。此外,数值结果还表明多圆柱尾流结构不同于单圆柱,多圆柱并排使得尾流更加不稳定。(本文来源于《长江科学院院报》期刊2010年10期）
浅水流动论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
将分离涡模拟(DES)方法应用于带自由表面的水动力学数值模拟中,湍流模型采用Spalart-Allmaras(S-A)一方程模型,即标准的DES97模型。模型基于传统的静压假定,补充了动压修正项,拓宽了模型的应用范围。较之标准的DES模型,雷诺平均(RANS)模型的计算域不仅限于近床面(固壁)的一薄层,同时逐渐由床面向上拓展至开边界处的全水深计算域,即开边界水域也为RANS计算区域所覆盖。文中通过对沙丘地形条件下带自由表面的水流场的模拟,验证了模型的有效性,分析了DES模型建立及其应用中的一些重要因素,特别是边界条件的合理设定。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
浅水流动论文参考文献
[1].许仁义.浅水流动的大时间步长格式及其在沙坝模拟中的应用[D].清华大学.2013
[2].张景新,刘桦.浅水流动的分离涡模拟[C].第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集（上册）.2013
[3].陈海鑫.二维浅水流动数值模拟研究及其应用[D].大连理工大学.2013
[4].毕胜,周建中,张华杰,宋利祥,陈生水.复杂地形上非恒定浅水二维流动数值模拟[J].水动力学研究与进展A辑.2013
[5].周洋.带自由表面叁维浅水流动的并行化模拟研究[D].上海交通大学.2013
[6].许仁义,钟德钰,吴保生.一维浅水流动的一种大时间步长数值格式[J].水利学报.2012
[7].徐小武,薛立梅,范宝山,李克绵.基于有限体积法的二维浅水流动数值模拟程序开发[J].水利科技与经济.2012
[8].郭颂歌.浅水流动及其挟沙状态下的数值模拟[D].大连理工大学.2010
[9].潘存鸿.浅水间断流动数值模拟研究进展[J].水利水电科技进展.2010
[10].李玲,晏智锋,刘昭伟.浅水圆柱绕流流动模式探讨[J].长江科学院院报.2010
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