湖泊三维流场数值模拟及其在东湖的应用

作者：黄牧涛; 田勇湖泊三维水动力有限体积法非结构网格数值模拟三维gis

摘要：该文精细化模拟了湖泊流场的时空变化，建立了σ坐标系下的湖泊三维水动力数值模型。该模型采用非结构三角形网格和乖向σ坐标来剖分计算区域，空间上采用有限体积法离散二维水动力方程组，时间上采用模式分裂技术，外模求解中，采用修正的四阶龙格库塔格式求解二维垂向积分方程时变项，运用Osher格式计算跨边界法向通量，获得水深分布和垂向平均流速。求解二三维内模动量方程时，模型采用显示与隐式相结合的方法求解三维水流运动方程组，获得三维流场细节。存数值模拟中全面引入三维GIS技术来辅助完成前处理、后处理与可视化任务，以提高建模效率和减低建模成本。并以武汉东湖为研究示范，对不同气候条件下湖泊的三维流场结构和变化规律进行了深入分析，验证了三维水动力数值求觯方法的有效性。

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