潜堤对破碎区至冲泻区水动力特性影响数值分析

破碎区至冲泻区水动力特性分析是研究近岸地区泥沙输运机理和岸滩演变的关键。考虑潜堤修建的影响,对破碎区至冲泻区水动力特性开展研究。运用基于RANS方程的波浪数学模型,选取非线性涡粘性κ-ε紊动传输模型,采用高精度PLIC-VOF方法追踪自由面,并用实验数据验证模型精度。计算分析结果表明,潜堤的修建改变了破波点的位置,破碎区至冲泻区内水动力特性随之变化,入射波波高H、波长L、堤顶水深R和堤顶宽度B是主要影响因素。在相同的入射波条件下,B/R增大,破碎区至冲泻区内出现的最大紊动动能值和最大紊动耗散值减小。用量纲一参数Re,Fr和St来描述破碎区至冲泻区水动力特性,随着RL/BH增大,波浪将在离岸较近处发生破碎,Re和Fr增大,St减小。     

远破波作用数值模拟的CLEAR-VOF模型

在非结构化网格基础上,采用三阶精度的三步有限元方法离散N-S方程,CLEAR-VOF方法追踪运动水体自由表面,建立了数值波浪水槽模型.模拟了远破波冲击位于倾斜底坡上直立堤的过程.对直立堤上波压力和堤前流场的数值结果与模型实验结果做了比较.结果表明,远破波波浪力和流场的数值结果同PIV实验结果吻合较好,该数值波浪水槽模型可较好地模拟远破波的破碎冲击过程.     

SH波作用下岩质边坡响应规律的解析探讨

基于弹性力学理论,推导了弹性波动方程,并给出了位移势函数的表达式.根据应力波传播理论建立了边坡中应力波传播模型,以SH波为例详细说明了边坡中不同部位的应力波叠加情况.将边坡的坡面和坡顶自由面解耦为2个相互独立的自由面,分别分析了2个自由面附近应力波场的叠加,并据此研究了边坡中波函数幅值变化情况,得到了边坡水平向动力放大...     

非线性波浪变形计算的三维边界元方法

采用0-1混合型边界元剖分计算域边界面,以提高边界元方法模拟三维波场波浪变形问题的数值计算精度。采用Spongelayer阻尼消波和Sommerfeld放射条件相匹配的边界处理方式,以消除计算域内的反射波。借助时域内的波面位置追踪,实现了三阶Stokes波在数值波动水槽中的波浪变形计算,其结果吻合于理论值。     

应用二阶完全非线性Boussinesq方程模拟破碎波浪

建立了基于高阶Boussinesq水波方程的一维波浪破碎数值模型。基于一组具有二阶完全非线性特征的Boussinesq水波方程,建立了交错网格下的高精度差分格式,推导了适用于该组方程的永形波解析解,其和松弛造波技术相结合实现了数值波浪水槽中(强)非线性波浪的无反射入射。通过模拟封闭容器内水体晃动问题对数值格式进行了验证,通过模拟孤立波在斜坡海岸上的浅化过程说明了将方程从弱非线性发展到完全非线性的必要性。采用涡粘方法处理波浪破碎,利用物理模型实验数据,分析了模型中各波浪破碎参数对数值结果的影响并对参数进行了率定。应用该模型对规则波在斜坡海岸上的传播、变浅以及破碎过程进行了数值模拟研究,数值结果同实验数据吻合良好,验证了模型的有效性。     

浅水波浪数值模型SWAN的原理及应用综述

概述了模拟海岸、河口的浅水波浪数值模型研究现状、存在的问题以及用能量平衡方程预报海浪的发展历史。介绍了基于当代最新波浪理论研究成果的第三代浅水波浪数值模型SWAN模型,对模型的适用性、数值特性、功能及局限性进行了阐述。介绍动谱平衡方程数学模型、方程离散要求、边界条件的处理和源项(包括能量输入、损耗及波与波之间非线性相互作用)的处理方法,重点介绍三相波非线性相互作用。模拟海安湾有效波高、波周期场,并分析波与波之间非线性相互作用对波浪要素预报的影响,最后对SWAN模型的应用前景和研究趋势进行了展望。     

波生沿岸流数值模拟

为了更好地研究近岸海域波生沿岸流,建立了基于高阶Boussinesq水波方程的波生沿岸流时域数值模型。控制方程在中等水深范围内具有较好的色散性和变浅作用性能,同时具有二阶完全非线性特征,适合描述近岸区域波浪强非线性运动。通过采用松弛造波方法实现了非线性波浪的无反射入射,采用周期性侧边界条件模拟开敞边界。通过数值试验,讨论了模型中主要参数对数值结果的影响。利用率定后的参数模拟了均匀坡度海岸上产生的沿岸流,通过和实验数据的对比验证了模型的准确性和适用性。利用模型数值模拟了不同波浪入射条件(包括周期、波高和波浪入射角度)对波生沿岸流的影响。     

用VOF方法模拟静止浅水环境中的垂向紊动射流

以k-ε紊流模型为基础,针对浅水环境垂向射流的水面会有明显突起情况,采用VOF(Volume of Fluid)方法追踪自由面,建立了适合浅水环境垂向平面紊动射流的二维数学模型.对不同入射速度、水深、入射口宽度组合进行了大量的数值模拟实验,对整个流场的分布作了分析,发现自由面的分布特点和速度矢量场的分布特点相对应;中轴线附近的自由面隆起具有自相似性,文中给出了拟合表达式;由于水面的阻滞,中轴线上垂向速度的衰减较自由射流快,衰减规律随水深和射流宽度而异.     

波流共存场中多向随机波浪传播变形数学模型

基于波作用量守恒方程建立了波流共存场中多向随机波浪传播变形数学模型,模型中考虑了波浪绕射的影响和水流引起的波浪弥散多普勒效应,应用包含水流和地形影响的激破波模式计算波浪破碎的能量耗散,采用一阶上迎风有限差分格式离散控制方程。分别计算了有无近岸流情况下单向和多向随机波浪的波高分布,考虑水流影响的数值计算结果与物理模型实验数据吻合良好,比较分析表明,所建立的数学模型能够复演由于离岸流引起的波高增大,可用于波流共存场多向随机波浪传播变形的模拟和预报。     

浅水非线性长波的数值模拟与实验研究

从数值与实验两方面研究了非线性长周期水波———椭圆余弦波在浅水中的传播。根据造波板作椭圆余弦波运动速度,推导出数值模拟波浪水槽时固定入射边界上的二阶入射边界条件,计算结果表明,二阶入射边界条件对波浪的预报结果比一阶入射边界条件对波浪的预报结果更为精确。对二阶入射边界条件计算结果和实验结果的波面升高时间历程进行傅里叶分析表明,各次谐波幅值沿波浪传播方向作周期性变化,只是变化程度较小;但入射边界条件为一阶时则没有这种现象。     

陕甘宁盆地西峰油田主要产层储油砂体沉积微相组合及特征

以鄂尔多斯盆地西峰地区晚三叠世延长组为例,对辫状河三角洲前缘沉积体系中以水下分流河道和河口坝两种储油微相为主导的多种微相组合进行研究,提出将其划分为“水下分流河道区”、“水下分流河道与河口坝混合区”、“河口坝区”和“河口坝与滑塌体混合区”四段微相组合区。文中对辫状河三角洲前缘中的沉积微相进行了详细刻画,例如,将水下分流河道划分为箱形叠加式、箱-钟形叠加式和钟形叠加式3种;将水下分流河道与河口坝组合划分为“河上坝”和“坝上河”两大类,及其以河为主的“坝上河”、以坝为主的“坝上河”、连续式“河上坝”和叠加式“河上坝”等4种亚类;将河口坝组合划分为迁移河口坝和叠加河口坝;将河口坝与滑塌体组合划分为坝顶滑塌和坝底滑塌,并讨论了各微相组合的形成机制。     

工程锚杆注浆质量无损检测技术研究与应用

采用应力波一维波动理论,对清江水布垭工地21根模型锚杆和74根工程锚杆进行了测试与研究,初步形成了工程锚杆无损检测方法,建立了波形特征与锚杆注浆密实度之间的关系,并从锚杆的有效锚固长度、注浆密实度及缺陷大小和位置三个方面评价锚杆的施工质量,确定了该工程锚杆无损检测验收标准。     

Statistical landslide susceptibility assessment of the Mansehra and Torghar districts,Khyber Pakhtunkhwa Province,Pakistan

This paper presents laboratory experiments and numerical simulations of effects of submerged obstacles on tsunami-like solitary wave and its run-up. This study was carried out for the breaking and non-breaking solitary waves on 1:19.85 uniform slope which contains a submerged obstacle. New laboratory experiments are performed to describe the mitigation of tsunami amplitude and run-up under the effect of submerged obstacles. We are based on experimental results obtained to validate the numerical model. The numerical modeling using COULWAVE aims essentially to show the effect of the obstacle on the shape of solitary wave and the limit of this effect. Using a multiple nonlinear regression, we have determined a model to estimate height of run-up according to the amplitude of the wave and the obstacle peak depth.     

On the use of linear stability model to characterize the morphological behaviour of a double bar system. Application to Truc Vert beach (France)

Sandy barred beaches are often characterized by the presence of rhythmic patterns such as crescentic bars. In this article, a linear stability analysis (LSA) model is used to characterize the morphological behaviour of the double bar system of Truc Vert beach. Using a limited number of combinations of representative bathymetries, wave classes and water levels, the morphodynamic response of the system is analysed, focussing on the geometrical characteristics of 3D patterns generated with the model. These characteristics are described and then compared with available observations. The shapes and the wavelengths of the instabilities predicted by the model compare well with field observations. Thus, the use of the linear stability model, with representative hydrodynamic conditions and bathymetries of the considered site, allows a characterization of the global morphodynamic behaviour of a double-barred system.     

水下岩质边坡在波浪作用下的稳定性分析

运用ANSYS程序对水下的岩质边坡进行数值模拟分析,采用不同的材料强度来模拟岩石和软弱结构面。应用强度折减方法对边坡的强度参数进行折减,直至边坡出现破坏,分析边坡在达到破坏时内部的应力应变情况和位移变形情况。对于波浪力,本文采用简化的波压力方程模拟低频的水波对边坡的波压力影响,并用多个模型比较计算的方法得出最佳的模型尺寸和水下荷载的计算模式。     

非完全淹没水平圆柱上波浪力特征的数值模拟

为研究大波幅波浪作用下,非完全淹没水平圆柱所受波浪力的特征,基于黏性流理论采用有限体积法建立两相流数值波浪水槽模型,对不同波幅和圆柱垂向位置下非完全淹没水平圆柱所受波浪力进行了数值计算,并对波浪力和冲击力的特征进行了分析,讨论了冲击力与冲击速度的关系,结合经验计算公式拟合得到了冲击力系数。结果表明:波浪力的大小受波幅和圆柱垂向位置的影响比较显著,其影响机理与波浪场流体运动特性相关;冲击力的大小与冲击速度密切相关,而垂向冲击力在波浪力中起主导作用时,对应的最小预测冲击速度受圆柱垂向位置影响并不显著;不同圆柱垂向位置下冲击力系数随着波幅增大由分散性较强逐渐趋于集中。     

淹没丁坝群二维水流数值模拟新方法

为模拟淹没丁坝群平面二维水流运动,提出了淹没丁坝群二维水流数值模拟新方法并建立了数学模型。新方法的主要实施方案:① 将丁坝视为无厚度坝,用网格线概化丁坝;② 采用新的网格节点布置形式,即水深、流速节点布置于网格界面上,水位节点布置于网格中心,有别于一般交错网格节点布置。模型采用基于结构网格下的有限体积法对方程组进行离散,同时将淹没丁坝坝顶水深代入离散方程中进行求解。采用已有的水槽试验资料,进行了初步验证,模拟了长江下游东流水道已建丁坝群工程实施后河道的流场和水位场,结果表明计算和实测符合较好。     

鄂尔多斯盆地延长组湖盆中部长6厚层砂体成因分析

笔者对鄂尔多斯盆地湖盆中部地区延长组长6物源分析、沉积相类型、坡折带控砂、砂体分布规律等进行了研究。东北、西南两大物源提供了充足的物质基础,发育三角洲牵引流作用的沉积砂岩和重力搬运的浊积砂岩,主要为叠置水下分流河道、河口砂坝-水下分流河道和滑塌浊积岩等不同类型的砂体组合,形成了垂直湖岸线和平行湖岸线展布的巨型厚砂岩分布带。     

地下侧积砂坝建筑结构研究及储层评价——以孤东油田七区西Ng52+3砂体为例

分析了在不同沉积环境下侧积砂坝的沉积模式,研究了侧积体的空间组合特征,并利用模式预测的方法建立侧积砂坝的建筑结构模型。研究表明,孤东油田七区西Ng52+3侧积砂坝是小型河流形成的,其侧积体的空间组合模式为水平斜列式,侧积体的宽度为80～240 m,倾角为5°～12°。薄片、扫描电镜分析证实,七区西Ng52+3的成岩作用较弱,原始的粒间孔隙保存完好,储层孔隙度平均为32.3%,渗透率为3 500×10-3 μm2。侧积砂坝内含有高岭石、蒙脱石、伊利石等粘土矿物,使其储层物性变差。