密度分層環(huán)境下內波造床作用模擬研究

第1章 緒論
1.1 密度分層環(huán)境下的內波
1.1.1 內波概述
1.1.2 內波基礎理論研究現(xiàn)狀
1.1.3 內波生成、演化與耗散過程研究
1.2 樁柱周圍的局部沖刷
1.2.1 樁周水流結構特征
1.2.2 影響沖刷坑發(fā)展的主要因素
1.3 泥沙輸運理論
1.3.1 泥沙起動研究
1.3.2 泥沙輸運的經(jīng)驗公式
1.4 內孤波環(huán)境下樁基沖淤研究的難點
1.5 本書主要研究工作
第2章 三維水沙動床數(shù)學模型建立方法
2.1 分層環(huán)境下三維水沙運動控制方程
2.1.1 水流運動控制方程
2.1.2 標量輸運控制方程
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 泥沙起動模型
2.5.2 懸移質模型
2.5.3 推移質模型
2.5.4 動床模型
2.6 河床矯正算法
2.6.1 SBAM算法理論基礎與技術實現(xiàn)
2.6.2 中心節(jié)點的分類
2.6.3 各類節(jié)點調整公式的建立
2.6.4 河床矯正算法的有效性檢驗
2.7 復雜河床法向量計算方法
2.7.1 切割平面法
2.7.2 切割平面法誤差分析
2.8 內波條件下泥沙起動矯正
2.9 本章小結
第3章 純流條件下的圓型樁柱局部沖刷研究
3.1 樁柱繞流水動力及泥沙起動模型驗證
3.1.1 圓柱繞流算例驗證
3.1.2 矩形斷面明渠含沙水流算例驗證
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算工況設計
3.2.2 樁柱周圍水流結構
3.2.3 樁柱局部地形隨時間的發(fā)展
3.2.4 沖刷坑形成與發(fā)展機理探討
3.3 樁柱局部沖刷定床實驗研究
3.3.1 低速風洞實驗裝置
3.3.2 工況設置和實驗步驟
3.3.3 風洞實驗結果分析
3.3.4 實驗誤差分析
3.4 本章小結
第4章 非線性作用下內孤波對標量的輸運規(guī)律
4.1 內孤波與射流相互作用的算例驗證
4.1.1 內孤波傳播與理論驗證
4.1.2 內孤波爬坡與實驗驗證
4.1.3 動量射流算例與實驗驗證
4.2 下陷內孤波對斜坡地形上標量的輸運規(guī)律
4.2.1 工況設計
4.2.2 內孤波對斜坡標量輸運階段的劃分
4.2.3 斜坡標置非恒定輸運規(guī)律
4.3 上凸內孤波對標量射流的輸運作用
4.3.1 工況設計
4.3.2 內孤波與射流的相互作用
4.3.3 內孤波對標量射流的輸運動力
4.3.4 內孤波輸運標量射流的空間尺度
4.4 本章小結
第5章 內孤波對斜坡上樁基的造床作甩
5.1 工況設計
5.1.1 三維分層數(shù)值水槽
5.1.2 樁柱位置設計
5.1.3 泥沙參數(shù)設計
5.2 內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 沖刷坑深度隨時間的發(fā)展
5.3 樁基局部沖刷作用產(chǎn)生機理
5.3.1 內孤波破碎前的樁基沖刷效應
5.3.2 內孤波破碎后的樁基沖刷效應
5.4 柱基局部淤積作用產(chǎn)生機理
5.4.1 懸移質濃度的橫向輸移對淤積的影響
5.4.2 懸移質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
第6章 結論與展望
6.1 研究成果與主要結論
6.2 創(chuàng)新性成果
6.3 展望
參考文獻