基于HLLC近似Riemann求解器的天然河道水流运动模拟

• 作者: 孙万光 杨海滔 杨斌斌 房巍 范宝山
• 来源期刊: 中国农村水利水电
• 学科: 工学
• 关键词: 守恒型圣维南方程 Godunov格式 HLLC近似Riemann求解器 变量重构 天然河道
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 水环境与水生态
• 页码范围: 12-19
• 页数: 8页
• 分类号: TV134
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-2284.2022.02.003

摘要

天然河道断面几何形状快速变化条件下的一维复杂水流运动高精度数值模拟仍面临较大困难.基于Godu-nov格式,提出了基于守恒型圣维南方程的HLLC近似Riemann求解器的通量计算方法,将该求解器由浅水方程拓展至守恒型圣维南方程;提出了针对天然河道复杂断面几何形状下的变量空间重构方法:依据过流断面面积和静力矩等效原则将河道断面概化成矩形,通过线性插值构造单元界面处断面几何形状,根据水位重构结果计算界面两侧过流断面面积和静力矩的重构值,保证计算格式守恒.实例研究表明,天然河道断面几何形状快速变化条件下,该方法的计算结果与实测值吻合良好,同时对于混合水流运动具有较高模拟精度.研究成果为天然河道水动力及环境水力学高精度数值模拟提供了新的方法.