元计算FELAC成功案例——黄河小浪底三维泥沙冲淤计算

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本课题与黄河水利委员会合作，进行小浪底三维水沙计算，在研究多相流动中，有两类不同的方法，一类是欧拉-欧拉法，或称之为双流体法，该方法把连续相，即气体和液体当做连续介质，把分散相，即固体颗粒、液滴或气泡，当做拟流体或者拟连续介质，两相在空间**存和相互渗透，这两相的运动情况、物质输运情况都在欧拉坐标系内加以描述。另一类是欧拉-拉格朗日描述法，仅仅把连续相，即水流、气体等流动载体当作连续介质，在欧拉坐标系下加以描述，而分散相被当作离散体系，也称之为轨道法，在拉格朗日坐标系下进行描述。在以往的研究中，通常将分散相当作离散体系，局限于探知在已知流体中的颗粒运动。人们通常通过各种水槽实验和实测数据，研究在静水中泥沙的沉降速度 w (即便在基于POM 模型的河道海洋泥沙输运模型 COMSED 中，人们也只是采用了泥沙颗粒的平抛沉降效应)，河床附近的挟砂能力*

S,河床的变形理论（沉积、刨蚀等等） 。诸如此类的处理工作往往需求非常丰富、 详尽的实验与测试支撑以反映在真实河道中发生的物理现象， 在人力和物力上需要很大的投入， 同时模型具有比较大的局限性。 中由于泥沙场和水流场共享速度场，在一定程度上可以节约很多的计算量。 但在实际情况中， 泥沙颗粒除了在竖直方向上与水流

速度有差异外， 在流向和展向方向上也会有所差异。 即泥沙颗粒总是拥有着自己的有异于水流的速度场。出于这样的考虑，本课题采用双流体方法描述和模拟河道中的泥沙输运、沉积情况。 该模型有别于早期的研究中局限于探讨在已知流场中的颗粒运动， 忽略了颗粒对流场的作用， 而全面考察流体和颗粒间的质量、 动量和能量的相互作用或耦合作用， 即双向耦合。另外， 除了考虑流体与颗粒间的相互作用之外， 颗粒与颗粒间的相互作用也被包含在模型内。本课题计算了小浪底三维水沙运动，用于指导水库运行。