二维非均匀水沙问题的数值模拟

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hq260
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于泥沙会对河道和水库造成了严重的淤积,并对水利工程,河道防洪,沿岸人民生活等到带了严重影响,所以有必要对河流泥沙的变化做出预测并进一步控制这个变化过程。水流泥沙数学模型就是对这一问题的一个重要研究手段。本文所研究的是二维非均匀的水沙问题包括:   水流连续方程:(e)Z/(e)t+(e)(Hu)/(e)x+(e)(Hv)/(e)y=0。   水流运动方程:(e)u/(e)t+u(e)(u)/(e)x+v(e)u/(e)y+g(eH)/(e)x+gu√(u2+v2)/c2H-γt△u=0;(e)v/(e)t+u(e)(v)/(e)x+v(e)v/(e)y+g(e)H/(e)y+gv√(u2+v2)/c2H-γt△v=0。   泥沙连续方程:(e)S/(e)t+(e)S/(e)x+v(e)S/(e)y-C0△S=aω/H(S-S(*))。   河床变形方程:γ(e)Z0/(e)t=aω(S-S(*)。其中,Z为水位,Z0为河底高程,H为水深,H=Z-Z0;u,v为垂直平均流速沿x,y方向的分量,c为谢才系数,c=1/nH1/6,n为粗糙系数;γt为紊动系数,S、S(*)分别为平均含沙量及挟沙力;ω为泥沙沉速,C0为泥沙扩散系数,a为恢复饱和系数,γ为泥沙干容量。   本文采用的方法中,对于迎风有限元方法,TabataM,IkedaT提出了全迎风有限元格式,非全迎风有限元格式用于对流占优扩散方程的进行数值模拟,有效克服了数值振荡。利用这个方法,本文得到了二维非均匀的水沙问题的部分迎风有限元格式和该格式的误差估计:‖Hn+1h-Hn+1‖2+‖Un+1h-Un+1‖2+‖Sn+1h-Sn+1‖2+C△t∑n+1i=1(‖▽·(Uih-Ui)‖2+‖▽(Sih-Si)‖2)≤C(h2+(△t)2)。   对于迎风差分格式,本文利用的是袁益让提出的一类修正的二阶迎风有限差分格式进行分析,从而得到迎风差分格式和最后结论:‖H-Hh‖(L-)∞([0,T];l2)+‖u-uh‖(L-)∞([0,T];l2)+‖v-vh‖(L-)∞([0,T];l2)+‖S-Sh‖(L-)∞([0,T];l2)+‖▽h(u-uh)‖(L-)2([0,T];l2)+‖▽h(v-vh)‖(L-)2([0,T];l2)+‖▽h(S-Sh)‖(L-)2([0,T];l2)≤C(△t+h2)。
其他文献
冷贮备可修系统是可靠性理论中讨论的一类重要系统,是可靠性数学的主要研究对象之一.相关研究成果大多是以两部件模型为研究对象,而现实生活中一些大型、复杂系统,其部件数往
本文主要介绍了定义在Dirichlet级数上Volterra算子,第一章我们首先介绍了一些基础知识,比如Poisson积分,单位圆盘上的Hardy空间,为后续章节做准备.主要在第二章我们讨论了Dirichlet级数上的Hardy空间.Hp以及定义在Hp上的Volterra算子Tg,半平面内的BMO空间以及一个无界Dirichlet级数的例子.在第三章的两个小节中,我们重点讨论了Volterra算子
学位
一、前言rn天然气作为一种高效、清洁的能源,越来越受到社会各界的重视,随着2008年国家重点工程西气东输管道的全线通气,我国天然气的应用开始了一个新的里程.天然气管道的迅
本文以辅助方程方法为基本工具研究了若干变系数非线性发展方程和带高阶非线性项的非线性发展方程的精确解.以伴随方程方法及相关理论为基础,研究了若干变系数非线性发展方程
新一轮课程改革对教师的教学行为,教学方式提出了新的要求,如何进行有效课堂教学,构建一种新型高效的生本教学模式,是无数教育工作者的共同心愿和奋斗目标.它对于有效地发挥
期刊
小学阶段是学习英语的最好时期,这个时期学生接收能力强,学习欲望强,容易培养对英语的语感.但在实际教学中,发现小学英语教师课堂教学语言的使用上依然存在一些问题,导致课堂
数论函数是指定义在正整数集合上的实值或复值函数.研究数论函数均值是数论的一个重要研究课题.本论文中,我们主要研究了三个问题中有关数论函数的均值.   首先,讨论的是罗
高中物理是最让学生头疼的学科,物理知识都是抽象难理解的.虽然物理实验帮助学生更加快速地理解和记忆物理内容,但是物理实验耗时耗力.传统的物理实验课堂需要学生到物理实验
期刊
始终保持党的先进性,是十六届四中全会提出的加强党的执政能力建设的总体目标之一。而要真正有效地把党的先进性落在实处,就必须坚持不懈地开展反腐败斗争,加强党风和廉政建设,增强拒腐防变的能力。因此,党的先进性内在地蕴含着反腐倡廉的要求。   代表中国先进生产力的发展要求,这是评价我们党的先进性的根本标准,而先进生产力是铲除腐败的最终决定力量。在我国社会主义条件下,不正之风和腐败现象的产生有各种复杂的