基于局部网格自适应技术的岸滩侧蚀数值模拟方法

摘要

基于局部网格自适应技术的岸滩侧蚀数值模拟方法：⑴.根据已知断面初始岸坡形态，生成大范围初始非正交网格系统；⑵.根据三维水沙数值模型计算得到岸坡坡脚处B点床面垂向冲淤厚度ΔZ以及横向冲刷值ΔW；⑶.根据岸坡坡脚横向冲刷距离来移动坡脚网格；⑷.根据坡脚冲刷信息判断岸坡是否失稳并移动坡顶网格；⑸.重复步骤⑵～⑷，根据最新坡脚位置与相邻网格节点的位置信息确定跟踪网格；⑹.重复步骤⑵～⑸即可模拟河道的岸滩侧蚀过程。本发明解决了现有技术的难题，在整个计算过程中只需移动边岸附近网格，实现了由岸滩侧蚀引起边坡后退过程的准确跟踪和模拟，弥补了传统固定网格及动网格技术的不足，为冲积流河岸滩侧蚀数值模拟提供了一种重要技术方法。

主权项

一种基于局部网格自适应技术的岸滩侧蚀数值模拟方法，其特征在于，步骤如下：⑴.依据河床地形，生成大范围非正交计算网格，包括主河道以及岸滩部分：根据已知地形，生成大范围非正交网格系统，对于某一初始断面岸坡形态而言设定：坡脚为B点，由网格节点(I₀，J₀)确定，坡顶为C点，由网格节点(I₀，J₀+1)确定；⑵.计算河床垂向冲淤以及岸坡坡脚处横向冲刷值ΔW：计算过程中给定上下游水沙边界条件，采用三维水沙模型计算模拟范围内的网格节点相关系数以及水沙运动信息，包括水位、水流结构、悬移质含沙量以及推移质输沙率等基本信息，随后计算河床垂向冲淤ΔZ，并根据岸滩侧蚀力学模式计算各断面岸坡坡脚处的横向冲刷值ΔW；⑶.根据岸坡坡脚横向冲刷距离来移动坡脚网格；⑷.根据坡脚冲刷信息判断岸坡是否失稳，移动坡顶处网格；⑸.重复上述步骤⑵～⑷，根据最新坡脚位置与相邻网格节点的位置信息确定跟踪网格；⑹.重复上述步骤⑵～⑸即可模拟河道的岸滩侧蚀过程。