用CE/SE法对弯曲与分叉河道的溃坝洪水波的数值研究

摘要：

对作者的二维溃坝洪水波的数学模型进一步推广,得到了一般形式的基于任意四边形网格的时空守恒元和解元方法(简称CE/SE法)的新的格式.CE/SE法从守恒积分型浅水方程出发,设立守恒元和解元,严格保证其物理意义上的守恒律,并且构造思想简单,格式通用性好.首先采用CE/SE法计算等宽矩形河道的溃坝洪水波,并与Stoker解析解进行比较,在此基础上,数值模拟了180度强弯曲河道、45度三支分叉河道的二维溃坝洪水波的演进过程,揭示了溃坝洪水波在弯曲河道中内外两岸速度与水位的变化,在分叉河道中自动进行流量与动量的再分配,在分叉点处形成旋涡,水位变化剧烈等复杂的运动特征,算例结果表明基于任意四边形网格的CE/SE法精度高,稳定性好,该格式对各种不规则几何区域内的溃坝问题具有较强的适应性,对溃坝洪水波的间断具有较高的分辨率.

关键词：溃坝洪水波、时空守恒元和解元方法(CE/SE法)、浅水方程、弯曲河道、分叉河道

所属期刊栏目：27

分类号：TV139.2+31(水利工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金10872222;教育部博士点基金20070611004

在线出版日期：2016-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：435-441