基于边界拟合下的水流与污染物质输运数值模拟

前言第1章 绪论参考文献第2章 正交曲线网格下二维水流与污染物质输运数学模型2.1 引言2.2 基于微分表达式调节因子的正交曲线网格的生成2.2.1 微分形式调节因子的导出2.2.2 调节因子适用性分析2.2.3 正交曲线网格生成实例2.3 正交曲线坐标下二维水流及污染物质输运数学模型2.3.1 基本方程2.3.2 边界条件2.3.3 基本方程的离散及求解2.4 应用案例2.4.1 案例12.4.2 案例2参考文献第3章 基于有规则排列三角形网格的一种有限差分计算模式3.1 引言3.2 三角形网格下二维水流及物质输运数学模型3.2.1 基本方程及定解条件3.2.2 基本方程中物理量布置方式及偏导数的求解方法3.2.3 基本方程的交替方向隐式有限差分格式解法3.3 应用实例3.3.1 丁坝绕流数值计算3.3.2 长江某河段水流水质计算实例参考文献第4章 基于非结构网格的湖泊引清调水模式研究4.1 引言4.2 控制方程及数值求解4.2.1 控制方程4.2.2 有限体积法离散方程4.2.3 边界条件4.3 湖泊调水的评价指标体系的建立4.4 案例应用4.4.1 案例1——玄武湖引清调水数值模拟与调水模式研究4.4.2 案例2——龙湖调水置换率研究参考文献第5章 四叉树网格下二维水动力及污染物质输运数值模拟5.1 引言5.2 四叉树数据结构5.3 四叉树网格的自动生成5.3.1 主要数据结构5.3.2 网格划分算法5.3.3 网格“光滑”处理5.3.4 计算区域外网格的查找5.3.5 单元索引编码体系5.3.6 四叉树网格自动生成的例子5.4 基本方程及定解条件5.4.1 基本方程5.4.2 定解条件5.5 四叉树网格下基本方程的数值求解5.5.1 物理量布置方式5.5.2 基本方程的有限体积法离散5.5.3 相同级别单元间法向通量计算5.5.4 不同级别单元间通量计算5.5.5 数值稳定性5.6 丁坝水流的数值试验5.6.1 丁坝绕流物理试验情况5.6.2 数值计算条件5.6.3 结果验证5.7 江苏海州湾近岸水域潮流场及浓度场实例计算5.7.1 研究区域和计算条件5.7.2 计算区域网格的布置5.7.3 潮位流速验证计算结果5.7.4 流场模拟分析5.7.5 浓度场验证5.7.6 入海排污量与混合区面积关系的计算5.8 小结参考文献第6章 波流共同作用下浅水湖泊水流及污染物内源释放数值模拟——以太湖为例6.1 引言6.2 波流共同作用下的太湖水流物质输运数学模型6.2.1 基于波流结合的二维浅水方程6.2.2 数学模型的求解6.3 太湖水流及物质输运的数值模拟6.3.1 太湖概况6.3.2 网格剖分6.3.3 模型验证6.3.4 盛行风场驱动下太湖水动力及污染物输运的模拟计算参考文献第7章 改进的POM模型及其在感潮河段水流与物质输运数值模拟中的应用7.1 引言7.2 基本方程7.2.1 外模式7.2.2 内模式7.2.3 边界条件与初始条件7.3 方程的离散7.3.1 内模式离散7.3.2 外模式离散7.3.3 内外模式的衔接7.4 实例计算7.4.1 实例17.4.2 实例2参考文献第8章 EFDC模型在调水后巢湖湖区水环境质量变化模拟中的应用8.1 引言8.2 EFDC的数值方法简介8.2.1 控制方程8.2.2 模型定解条件8.2.3 方程的离散与求解8.3 巢湖实例应用计算8.3.1 巢湖概况8.3.2 计算区域及网格划分8.3.3 巢湖调水试验模拟计算8.3.4 巢湖调水方案水质改善效果情景模拟参考文献彩图

华祖林、刘晓东、褚克坚、顾莉、汪靓编著的《基于边界拟合下的水流与污染物质输运数值模拟》是对拟合边界下的水流及物质输移数值模拟方面的最新成果总结。《基于边界拟合下的水流与污染物质输运数值模拟》针对强弯河道、天然湖泊及近海区等复杂不规则边界条件下自然水体的水动力特性和物质输运的差异性，采用不同的拟合方法以贴合不规则边界条件，分别建立了曲线拟合网格、四叉树网格和无结构网格下的水流及物质输运数学模型，并对水流及物质输运反问题进行了研究，同时应用于实际工程问题中。本书对基于边界拟合下的水流及污染物质输运数值模拟进行了探讨，首先在正交曲线拟合网格生成中提出了一种微分表达式调节因子，建立正交曲线拟合网格下二维水流与物质输运数学模型；然后，探索性地建立了基于有序排列的三角形网格的交替方向隐式二维水流及污染物输运数值模式；构建了考虑底泥释放的无结构网格下二维水动力及污染物质输运数学模型，并采用湖泊调水方案评价指标体系对浅水湖泊调水模式进行了评价；针对四叉树网格悬挂节点物理量计算的难点，通过设置虚拟单元实现了在不同尺寸网格的联立求解，提出四叉树网格下的Godunov型水流及污染物质输运数学模型，最后，对POM模型的外模式计算格式进行了改进，拓展了POM模式在河口、感潮河段等相对小尺度计算区域中的应用。本书可供从事环境水利、水动力与水环境模拟等领域的科研人员阅读，也可供环境科学、环境工程、水利和水资源管理等专业的研究生和高校教师作参考用书。