密度分層環(huán)境下內(nèi)波造床作用模擬研究

第1章 緒論
1.1 密度分層環(huán)境下的內(nèi)波
1.1.1 內(nèi)波概述
1.1.2 內(nèi)波基礎(chǔ)理論研究現(xiàn)狀
1.1.3 內(nèi)波生成、演化與耗散過程研究
1.2 樁柱周圍的局部沖刷
1.2.1 樁周水流結(jié)構(gòu)特征
1.2.2 影響沖刷坑發(fā)展的主要因素
1.3 泥沙輸運(yùn)理論
1.3.1 泥沙起動(dòng)研究
1.3.2 泥沙輸運(yùn)的經(jīng)驗(yàn)公式
1.4 內(nèi)孤波環(huán)境下樁基沖淤研究的難點(diǎn)
1.5 本書主要研究工作
第2章 三維水沙動(dòng)床數(shù)學(xué)模型建立方法
2.1 分層環(huán)境下三維水沙運(yùn)動(dòng)控制方程
2.1.1 水流運(yùn)動(dòng)控制方程
2.1.2 標(biāo)量輸運(yùn)控制方程
2.1.3 流體密度控制方程
2.2 控制方程的數(shù)值求解
2.2.1 網(wǎng)格布置
2.2.2 時(shí)間差分格式
2.2.3 空間差分格式
2.3 浸沒邊界法
2.3.1 浸沒邊界法基本原理
2.3.2 浸沒邊界法計(jì)算的基本流程
2.3.3 插值函數(shù)與分布函數(shù)的選取
2.4 邊界條件
2.4.1 入流邊界
2.4.2 出流邊界
2.4.3 周期型邊界
2.4.4 固壁邊界
2.5 泥沙模型的建立
2.5.1 泥沙起動(dòng)模型
2.5.2 懸移質(zhì)模型
2.5.3 推移質(zhì)模型
2.5.4 動(dòng)床模型
2.6 河床矯正算法
2.6.1 SBAM算法理論基礎(chǔ)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)
2.6.2 中心節(jié)點(diǎn)的分類
2.6.3 各類節(jié)點(diǎn)調(diào)整公式的建立
2.6.4 河床矯正算法的有效性檢驗(yàn)
2.7 復(fù)雜河床法向量計(jì)算方法
2.7.1 切割平面法
2.7.2 切割平面法誤差分析
2.8 內(nèi)波條件下泥沙起動(dòng)矯正
2.9 本章小結(jié)
第3章 純流條件下的圓型樁柱局部沖刷研究
3.1 樁柱繞流水動(dòng)力及泥沙起動(dòng)模型驗(yàn)證
3.1.1 圓柱繞流算例驗(yàn)證
3.1.2 矩形斷面明渠含沙水流算例驗(yàn)證
3.2 純流下樁柱局部沖刷的直接數(shù)值模擬
3.2.1 圓型樁柱局部沖刷計(jì)算工況設(shè)計(jì)
3.2.2 樁柱周圍水流結(jié)構(gòu)
3.2.3 樁柱局部地形隨時(shí)間的發(fā)展
3.2.4 沖刷坑形成與發(fā)展機(jī)理探討
3.3 樁柱局部沖刷定床實(shí)驗(yàn)研究
3.3.1 低速風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置
3.3.2 工況設(shè)置和實(shí)驗(yàn)步驟
3.3.3 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.3.4 實(shí)驗(yàn)誤差分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 非線性作用下內(nèi)孤波對標(biāo)量的輸運(yùn)規(guī)律
4.1 內(nèi)孤波與射流相互作用的算例驗(yàn)證
4.1.1 內(nèi)孤波傳播與理論驗(yàn)證
4.1.2 內(nèi)孤波爬坡與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.1.3 動(dòng)量射流算例與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.2 下陷內(nèi)孤波對斜坡地形上標(biāo)量的輸運(yùn)規(guī)律
4.2.1 工況設(shè)計(jì)
4.2.2 內(nèi)孤波對斜坡標(biāo)量輸運(yùn)階段的劃分
4.2.3 斜坡標(biāo)置非恒定輸運(yùn)規(guī)律
4.3 上凸內(nèi)孤波對標(biāo)量射流的輸運(yùn)作用
4.3.1 工況設(shè)計(jì)
4.3.2 內(nèi)孤波與射流的相互作用
4.3.3 內(nèi)孤波對標(biāo)量射流的輸運(yùn)動(dòng)力
4.3.4 內(nèi)孤波輸運(yùn)標(biāo)量射流的空間尺度
4.4 本章小結(jié)
第5章 內(nèi)孤波對斜坡上樁基的造床作甩
5.1 工況設(shè)計(jì)
5.1.1 三維分層數(shù)值水槽
5.1.2 樁柱位置設(shè)計(jì)
5.1.3 泥沙參數(shù)設(shè)計(jì)
5.2 內(nèi)孤波作用下的樁基局部地形變化
5.2.1 樁基局部地形形態(tài)
5.2.2 沖刷坑深度隨時(shí)間的發(fā)展
5.3 樁基局部沖刷作用產(chǎn)生機(jī)理
5.3.1 內(nèi)孤波破碎前的樁基沖刷效應(yīng)
5.3.2 內(nèi)孤波破碎后的樁基沖刷效應(yīng)
5.4 柱基局部淤積作用產(chǎn)生機(jī)理
5.4.1 懸移質(zhì)濃度的橫向輸移對淤積的影響
5.4.2 懸移質(zhì)濃度的垂向分布對淤積的影響
5.5 影響樁基沖淤特性的因素
5.5.1 內(nèi)孤波波幅與斜坡坡度的影響
5.5.2 樁柱位置的影響
5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 研究成果與主要結(jié)論
6.2 創(chuàng)新性成果
6.3 展望
參考文獻(xiàn)