河渠非恒定流及其物质输运的数值模拟PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 河渠非恒定流研究目的与意义 1

1.2 河渠非恒定流的特点 2

1.3 河渠非恒定流的主要研究方法 4

1.4 国内外研究进展 5

1.5 我们的认识和工作 9

第2章 关于“波” 13

2.1 波的特性、要素与分类 13

2.2 明渠浅水波波速 15

2.3 浑水中的波速 16

第3章 河渠非恒定渐变流的基本方程 18

3.1 连续方程（水量平衡方程） 18

3.1.1 单式断面情况 18

3.1.2 复式断面情况 20

3.2 河渠非恒定渐变流动量方程 22

3.2.1 作用于微段水体上水流方向的外力 22

3.2.2 明槽非恒定流△x段内水体在水流方向的动量变化率 26

3.2.3 有旁侧入流情况下非棱柱形明槽一元非恒定渐变流的动量方程式 27

3.3 河渠非恒定渐变流圣维南方程组 28

3.4 河渠非恒定流控制方程的张量形式 29

3.4.1 质量守恒——连续性方程 29

3.4.2 动量方程 30

3.5 河渠非恒定流物质输运的对流扩散方程 32

3.6 河渠非恒定流物质输运方程及其坐标变换 33

3.6.1 控制方程 33

3.6.2 坐标变换 36

3.6.3 一般曲线坐标下的方程 37

第4章 河渠非恒定流求解方法 41

4.1 理论解法 41

4.1.1 波动方程解法 41

4.1.2 微幅波法 46

4.1.3 瞬态法 47

4.2 特征线法 47

4.2.1 特征线法的基本思想 48

4.2.2 圣维南方程组的特征线方程和特征方程的建立 50

4.2.3 圣维南方程组的特征线解法 58

4.2.4 特征线法的算例和程序 72

4.2.5 长波传播的特征线法程序 75

4.3 有限差分法 82

4.3.1 差分、差商与截断误差 82

4.3.2 差分方程的基本问题 84

4.3.3 显式差分格式 92

4.3.4 隐式差分格式 101

4.3.5 长波传播的显式、隐式差分程序 111

4.3.6 Preissmann格式计算程序 119

4.4 有限体积法 128

4.4.1 有限体积法的基本思想 128

4.4.2 有限体积法的基本法则 132

4.4.3 平面二维非恒定流的有限体积法 135

4.5 随机游动法 147

4.5.1 随机游动与扩散理论 147

4.5.2 随机游动法解方程 151

4.5.3 随机游动程序 163

第5章 河渠非恒定流的实际应用 184

5.1 水库、河道洪水演进 184

5.1.1 某水库溃坝洪水演进 184

5.1.2 北金堤二维洪水演进 192

5.1.3 浑水洪水演进 213

5.1.4 暴雨洪水对核电站厂区的影响 219

5.2 电站日调节引渠中的波动 228

5.3 船闸充放水时的非恒定流波动 233

5.3.1 工程概况 234

5.3.2 数值模拟 236

5.3.3 结语 244

5.4 长江武汉河段非恒定流动床数值模拟 245

5.4.1 概况 245

5.4.2 数学模型及计算方法 245

5.4.3 计算成果 250

5.5 淹没式温排水三维紊动扩散的数值模拟 253

5.5.1 有限分析解 253

5.5.2 淹没式温排水紊动扩散的算例模拟 256

5.6 珠江河口狮子洋水道潮流模拟 260

5.6.1 概况 260

5.6.2 数学模型及计算方法 261

5.6.3 计算条件与计算成果 263

第6章 特殊的非恒定流问题 264

6.1 溃坝理论解、急变流动、间断波 264

6.1.1 溃坝坝址处流量水位分析的理论解 264

6.1.2 瞬间全溃坝址处最大流量的经验公式 267

6.1.3 溃坝间断波数值解法 268

6.2 水库溃坝洪水对核电站的影响 280

6.2.1 概况 280

6.2.2 数学模型及计算方法 280

6.2.3 成果分析 282

6.3 某水库溃坝洪水演进模拟 288

6.3.1 模拟方法 288

6.3.2 洪水演进模拟的边界条件 289

6.3.3 高程、糙率数据提取 291

6.3.4 淹没范围 293

6.3.5 蓄洪区蓄水量校核 297

6.4 三峡库区河道二维水质模型 297

6.4.1 概况 297

6.4.2 数学模型及计算方法 298

6.4.3 可溶性污染物计算实例 299

主要参考文献 302