不同组合下双丁坝对弯道内水力特性的影响试验及数值模拟研究的开题报告.docx

不同组合下双丁坝对弯道内水力特性的影响试验及数值模拟研究的开题报告
一、选题背景及意义
随着近年来城市化进程不断加速，城镇建设面积不断扩大，城市排水问题日益凸显，在城市建设中河流水系的建设和治理愈加重要。在河道建设中为了保证河岸的稳定性以及防止洪水的泛滥，必须对河流的水力特性进行研究和分析。而弯道段是河流中最为复杂、水力情况最为复杂的点之一。因此，对于弯道内水力特性的研究不仅对于河流工程设计相关，也对于河道生态系统的稳定性和生物多样性的维护及水资源的合理利用等方面具有重要的意义和参考价值。
二、研究目的
本研究的目的旨在通过进行试验及数值模拟研究，探究不同组合下双丁坝对弯道内水力特性的影响，以此为依据提供参考方案和依据，为保障城市及乡村河流生态系统的建设和水利工程建设提供参考协助。
三、研究内容
（一）试验研究
1.实地采集双丁坝自由水位、弯道水深及流速信息；
2.设计实验方案，搭建试验台；
3.操纵单独或组合状态下的双丁坝，测量弯道内水力特性，包括局部水深、流速、横向和竖向涡度等参数；
4.分析双丁坝对弯道内水力特性的影响规律。
（二）数值模拟研究
1.建立双丁坝与弯道的三维数值模型；
2.对双丁坝单独或组合状态下进行数值模拟研究，模拟大规模洪水下的流场运动情况；
3.分析双丁坝对弯道内水力特性的影响规律。
四、研究方法和技术路线
（一）试验研究：
1.实地采集数据的方法采用激光测距、流速仪等设备进行实测记录；
2.搭建试验台的方法采用模拟器进行建立；
3.操纵双丁坝状态的方法采用物理机械调试；
4.分析实验数据的方法采用数据处理软件及统计学方法。
（二）数值模拟研究：
1.采用计算流体动力学软件建立三维数值模型；
2.运用计算流体动力学仿真技术，模拟不同组合下双丁坝对于弯道流场的影响，获取流速、水深、压力等数据；
3.通过建立数学模型对数据进行分析和处理。
五、预期结果
通过试验及数值模拟研究，预期结果将得出以下结论：
1.在单独或组合状态下，双丁坝对于弯道内水力特性有何种影响；
2.在基于弯道内水力特性，提出应用双丁坝实现河流生态系统的治理方案；
3.相关研究成果在河道工程设计中的应用。
六、研究意义
本研究结果对于推进河道生态系统建设及水利工程建设，做出更为科学合理的方案具有重要的意义和价值。同时，该研究成果对于提高河道生态系统的稳定性、改善生态环境、保护生物多样性，提高水资源利用效率等方面也有着重要的指导意义和价值。