Численное моделирование неустановившихся гидротермических процессов в водных объектах
Рассматривается фрагмент речного бассейна, включающий каскад гидросооружений вместе с примыкающими к ним верхними и нижними бьефами.
Математическая модель разработана на основе комбинированных 0D, 1D и 2D моделей гидравлики открытых русел. Одномерные модели строятся на основе уравнений гидродинамики, осредненных по поперечному сечению русла, двумерные – на основе уравнений гидродинамики, осредненных по ширине русла [1,2]. Во входных и выходных створах системы задаются граничные условия, в местах же слияния потоков задаются условия сопряжения, включающие как балансовые соотношения, так и условия примыкания, учитывающие местные сопротивления.
Топологическая структура системы описывается графом. Ребрам графа соответствуют одномерные и двумерные области с распределенными параметрами, вершинам графа соответствуют входные и выходные сечения, а также узлы слияния.
Численная модель системы разработана на основе абсолютно устойчивых неявных разностных схем и специальных алгоритмов для решения неявных разностных уравнений.
Наряду с гидродинамическими параметрами проводится расчет температурных полей с учетом теплообмена с окружающей средой и изменения плотности воды в зависимости от температуры [1,2].
Работа выполнена при финансовой поддержке проекта № 16.7 Программы фундаментальных исследований Президиума РАН, гранта РФФИ № 09-01-98001 Р-Сибирь-а.
[1] Васильев О.Ф., Воеводин А.Ф., Никифоровская В.С. Численное моделирование температурно-стратифицированных течений в системах глубоких водоемов // Вычисл. технологии. 2005. Т. 10, № 5. С. 29-38.
[2] Воеводин А.Ф., Никифоровская В.С., Овчарова А.С. Численные методы решения задачи о неустановившемся движении воды на устьевых участках рек. В: Труды Аркт. и Антаркт. Науч.-Исслед. Ин-та (ААНИИ), 1983, том 378, Издательство «Гидрометеоиздат», Санкт-Петербург, С. 23-34.
К списку докладов
|
