Введение
Глава 1. Обзор существующих методов определения параметров прорывных волн 12
1.1. Изученность вопроса возникновения прорывных волн 12
1.2. Упрощенные методы определения параметров волн прорыва 18
1.3. Существующие методы численного моделирования 23
1.3.1. Моделирование с использованием одномерных уравнений Сен-Венана 23
1.3.2. Моделирование, основанное на решении двумерных уравнений Сен-Венана 28
1.3.3. Моделирование в трехмерной по пространству постановке 30
1.4. Выводы по главе 32
Глава 2. Обзор математических моделей движения волн прорыва 34
2.1. Различия нестационарных трехмерных уравнений Навье-Стокса и двумерных уравнений Сен-Венна 34
2.2. Методы математического описания турбулентности в уравнениях Навье-Стокса 37
2.2.1. Осреднение уравнений по Рейнольдсу и привлечение моделей турбулентности 38
2.2.2. Прямое численное моделирование турбулентных течений 40
2.2.2.1. Предпосылки прямого численного моделирования и корректность постановки задачи 41
2.2.2.2. Концепция прямого численного моделирования турбулентных течений 46
2.3. Существующие численные методы решения 3D уравнений Навье-Стокса 50
2.3.1. Обзор программных продуктов зарубежных производителей 51
2.3.2. Обзор программных продуктов отечественных производителей, 53
2.4. Выбранный метод численного решения 3D системы уравнений Навье-Стокса 55
2.5. Выводы по главе 58
Глава 3. Адаптация выбранного метода 59
3.1. Особенности построения сеток для 3D геометрии 59
3.1.1. Определение линейного размера элемента дискретизации для модели динамики больших вихрей 60
3.1.2. Описание модели учета шероховатости стенки 63
3.2. Решение тестовых задач 66
3.2.1. Течение жидкости в трехмерной каверне 66
3.2.2. Течение Пуазейля при переходных и больших числах Re 68
3.2.3. Обтекание цилиндра 69
3.2.4. Сопоставление физических численных экспериментов 71
3.3. Выводы по главе 81
Глава 4. Численные решения некоторых типичных задач распространения прорывной волны по речной долине 82
4.1. Распространение волны прорыва по пойме с поворотом ограждающих дамб 84
4.2. Распространение волны прорыва по пойме с поворотом ограждающих дамб и водозаборным сооружением между ними 99
4.3. Распространение волны прорыва по пойме, пересекаемой дорожной насыпью с мостовым сооружением 109
4.4. Комплексный (сопряженный) расчет волны прорыва 120
Заключение 124
Список использованной литературы 128
