天然河道一维水动力高精度数值模拟方法

摘要

本发明提供了天然河道一维水动力高精度数值模拟方法，涉及计算流体动力学技术领域，包括守恒型圣维南方程、采用Godunov格式的有限体积法对控制方程离散、HLLC近似Riemann求解器、变量空间重构、采用二阶龙格—库塔离散的时间分裂方法来处理源项，本发明基于Godunov格式，提出了HLLC近似Riemann求解器的通量计算方法，并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。本发明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。