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水力学第二版ppt下载

素材大小:
1.76 MB
素材授权:
免费下载
素材格式:
.ppt
素材上传:
lipeier
上传时间:
2019-08-17 14:16:21
素材编号:
238749
素材类别:
课件PPT
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水力学第二版ppt

这是水力学第二版ppt,包括了绪论,明渠一维非恒定流的基本方程,有限差分的基本理论,河道水流计算,河网水流计算等内容,欢迎点击下载。

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绪论 明渠一维非恒定流的基本方程 有限差分的基本理论 河道水流计算 河网水流计算 基本假设与定律 六条基本假设 两大基本定律 基本方程 连续方程 动量方程 §1。 基本假设与定律 1、定床情况,即假设河床高程与时间无关。 2、断面代表水位,不考虑横比降。 3、浅水问题,满足静水压力分布规律。 4、水为不可压液体。 5、河床底坡很小。 6、恒定流阻力公式仍然适用。 §1。 基本假设与定律 质量守恒定律: 单位时间内通过控制面流进控制体的净质量,等于同时段内控制体的质量增量。 §1。 基本假设与定律 动量守恒定律: 单位时间内通过控制面流进控制体的净动量与作用于控制体的外力之矢量和等于同时段内控制体的动量增量。 §2。 基本方程 §3。 方程的其他形式及问题讨论 方程的其他形式 Z,Q为因变量 Q,h为因变量 Q,A为因变量 U,h为因变量 U,Z为因变量 漫洪滩地的处理 动量校正系数 调蓄滩地宽度 §4。 定解条件及定解问题 定解问题:基本方程、定解条件 定解条件:初始条件、边界条件 定解问题的适定性:解的存在性、唯一性和稳定性。 定解条件 对流方程 拟线性双曲型偏微分方程组 圣维南方程的定界条件 S-V方程的定解条件 圣维南方程的定界条件及组合情况 洪水波的分类 描述河道一维水流运动的圣维南方程组: 运动波 水位流量之间呈单一关系 下游扰动不影响上游断面 波形传播波峰不变无耗散 惯性波 忽略摩阻项 假定底坡水平 棱柱形河道 扩散波 扩散项的存在所以洪水波的波峰会逐渐坦化。 动力波 水位或流量在短期内有大幅度的变化时: 洪水波的简化方法—水库调洪演算 一般情况下f (Q)的函数关系为非线性,难于用显式表达,故常用图解法或试算法求解。 基本假定: 差分、差商、差分方程 截断误差和离散误差 相容性、收敛性和稳定性 LAX等价定理 差分方程的数值效应 逆风效应与逆风格式 通过对差商近似点(i,j)的Taylor展开,可以分析差商对偏导近似的精度 构造一阶偏导数的二阶精度的差商近似必须有 偏导数用其差商近似来代替 偏微分方程转变为相应的代数方程称之为差分方程。 显式格式:由第j时间层上的值,可直接算出第j+1时间层上的值的格式。 隐式格式:不能直接从j时间层上值直接解出,需联立求解j+1层上的值的格式。 相容性是收敛性的必要条件,稳定性与收敛性有一定的联系。 Lax等价定理阐述相容性、收敛性和稳定性三者之间关系。 微分方程是描述物理量在时间和空间上的连续变化的规律。 差分方程来描述离散化后物理量的变化规律。 离散误差使原系统的物理性质和规律遭到歪曲和破坏的作用称为数值效应或离散近似的伪物理效应。 必须对这些效应有明确的概念,从物理上来考虑数值格式的合理性,减少数值效应的影响。 物质的对流输运出现了与波速相反方向传播的不合理现象,称为“逆风”效应,是一伪物理现象的数值效应。 课 程 内 容 蛙跳格式 LAX-Wendroff格式 Abbott隐式格式 Presissmann隐式格式 四点线性隐格式 内边界处理 四点线性隐格式 动量方程 追 赶 法 求 解 为书写方便,忽略上标n+1,任一河段差分方程写成: 1、水位边界条件的计算 在河道水流计算中,除了外部边界条件外,还可能遇到内部边界条件。 内部边界条件是指:河道的几何形状的不连续或水力特性的不连续点。例如,集中入流,过水断面突然放大,堰闸过流等等。 内边界处,圣维南方程组不再适用,必须根据其水力特性作特殊处理。内部边界条件通常包含两个相容条件,即流量的连续性条件和能量守恒条件(或动量守恒条件)。 对于内边界的处理归结于特殊河段的追赶系数计算。计算依据的是特殊河段的相容方程(水量守恒与动量守恒,这些方程与非恒定流的基本方程无关),对相容方程进行必要的处理,单独计算特殊河段的追赶系数,可同正常河段一样求解。 课 程 内 容 树状河网 河网的节点 有调蓄节点 无调蓄节点 树状河网计算的关键是确定计算河道顺序。 计算顺序应遵循的原则是: 从支流到干流,从上游到下游。 这样可以把河网依次分解为一系列的单一河道,用单一河道的计算方法求解。 节 点 水 位 方 程

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