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本文运用现代有限元理论和数值计算方法,采用三角形单元网格剖分,借助数学软件Matlab,考虑到长江南通段河道平缓、宽浅的特点,主要应用浅水波理论和水深方向平均化理论对三维天然河道水体方程进行简化,得出二维天然河道水体的数学物理方程:通过构建有限元地形网格,率定模型系数,建立了二维非定常有限元水动力学数值模型,并对率定后的模型进行检验分析。
1.模型计算结果可满足稳定性和精确性的要求,水位误差绝对值的平均值低于10cm。这表明有限元方法可应用于宽浅式平缓河道水体的二维数值模拟。
2.数值模型较物理模型可节约大量的前期费用,特别是可作到一模多用,大幅度提高工作效率。模型的应用快捷方便,可提供翔实的计算数据。模型的成功建立可以给出河道内,特别是建筑物附近的流速场,为工程规划设计、环境污染模型以及泥沙运移模型的研究提供条件。