弯曲河道溃坝波运动数值计算开题报告
2020-02-20 08:13:22
1. 研究目的与意义(文献综述)
我国幅员辽阔,河流纵横,全国1km2以上的湖泊2800多个,流域面积在100km2以上的河流有50000多条,1000km2以上的河流1580条,河流总长约43万公里。对于平原冲积河流而言,通常根据其河床演变形态和演变特征分为弯曲河道、分汊河道、顺直河道、游荡河道四种类型。其中弯曲型河流在世界上分布很广,同时也是最基本的河型。为了满足防洪、发电、引水等多方面的需求,河道上修建了许多拦水堤坝。由于我国大部分中小型堤坝修建时间较长,且受历史条件制约,设计标准偏低;此外超标准洪水、暴雨、地震和滑坡等不可抗力因素的影响,有可能发生溃坝的危险。溃坝波的运动速度以及破坏力远远大于一般的洪水,因此,溃坝一旦发生,将会对下游的人民财产安全、农业、工业等带来巨大损失。2008年9月8日,山西襄汾尾矿库溃坝事件[1],事故造成下游500米左右的矿区办公楼、集贸市场和部分民宅损毁垮塌,近300人遇难。2010年9月21日,受台风“凡亚比”影响[2],广东省信宜市钱排镇石花地水电站大坝溃坝,造成22人死亡以及大量财产损失。2018年7月,老挝南部xe-pianxe-namnoy水电站[3]大坝发生坍塌事故造成35人死亡,99人失踪。
综上所述,堤坝一旦发生溃决将会给下游造成巨大的人员伤亡和经济损失。因此研究溃坝波的传播运动特性,对水库及堤防的失事影响做出有效预估,对溃坝防洪减灾、地区避险决策及措施实施具有重要的理论意义和工程应用价值。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容:
基于通用软件fluent,开展弯曲河道溃坝波的水流数值模拟研究。主要内容如下所示: (1)针对经典的弯曲河道溃坝波实验,进行数值模拟的验证研究,选择出最合适的湍流模型与网格生成方案。
3. 研究计划与安排
论文进度安排如下表所示:
时间 | 周数 | 内容 | 要求 |
第1-3周 | 3 | 根据任务书查阅相关文献书籍,完成开题报告。 | 提交开题报告 |
第4-5周 | 2 | 学习fluent软件的使用,熟悉建模及计算过程。 | 完成几何建模及网格划分。 |
第6-7周 | 2 | 网格依赖性验证,湍流模式选取。 | 获得最佳网格生成方案,选出最佳湍流模式。 |
第9-10周 | 2 | 进行不同弯曲度(15°、30°、60°、90°)的河道溃坝波数值计算。 | 完成不同弯曲度河道溃坝波传播的数值计算。 |
第11-13周 | 3 | 对计算结果进行分析。 | 完成计算结果后处理。 |
第14-15周 | 2 | 撰写毕业论文,准备答辩。 | 提交论文。 |
4. 参考文献(12篇以上)
[1]
[1] 贾艳红.行政监管为什么失灵——以9·8襄汾溃坝事件为例[j].法制与社会,2009(15):181-182.
[2] 冯汝.母子公司人格否认在环境侵权案件中的运用—由信宜紫金矿业溃坝事件引发的思考[j].河北法学,2014,2:158-168.
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