含水力调控构筑物的河网非线性动态耦合模型
为了解决堰坝、水闸、泵站等水力调控构筑物与河道水流运动数值模拟的整体耦合问题,根据”求同存异”原理,将水力调控构筑物与河道均概化成一个与上下游节点相连的非线性水流控制单元,通过节点水力平衡关系将水流控制单元进行耦合,最终建立含水力调控构筑物的河网非线性动态耦合模型.其中,河道水流计算采用Preissmann四点隐式差分格式求解圣维南方程组,通过断面水力变量关系的递推建立只含河道首尾两断面水力变量的方程组,便于河网整体耦合模型的构建;对于堰坝、水闸、泵站等水力非线性较强的水流控制单元,采用迭代法求解其过流控制函数,从而避免线性化处理,且可提高计算精度.另外,为了提高计算效率,依据河网所建方程组系数矩阵的主对角占优性、高稀疏性等特点,采用迭代法结合矩阵标识法来求解方程组.通过数值模拟和大型河网实例应用,系统检验了河网非线性动态耦合模型的数值稳定性、计算精度和计算效率,结果表明:模型具有稳定、高效、较精确的计算特征,能够有效地用于含水力调控构筑物的河网水流运动数值模拟.
河道水流运动 水力调控构筑物 河网动态耦合模型 松弛迭代法
陈一帆 林重阳 韩海骞 孙雯怡
浙江省水利河口研究院,杭州,310020
国内会议
长春
中文
1612-1623
2017-08-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）