[发明专利]一种对河道冲刷下切治理方案优化的方法

权利要求书

1.一种对河道冲刷下切治理方案优化的方法，其特征在于：该对河道冲刷下切治理方案优化的方法包括以下步骤；

步骤一、河道冲刷下切抑制治理方案数值模型的建立：

步骤101、建立河道三维模型：根据工程图纸和地质报告，采用CAD三维建模软件对河道进行三维模型的建立；

步骤102、建立流场：以河道三维为基础建立流场模型并输出.sat文件；

步骤二、河道冲刷下切抑制治理方案CFD仿真：

步骤201、计算前处理：将步骤102中的.sat文件导入hypermesh，利用hypermesh对建立流场模型进行网格划分，输出.cas文件；

步骤202、仿真计算和仿真模拟：将步骤201中的.cas文件导入FLUENT软件，采用基于压力绝对速度条件下的瞬时流态进行仿真计算；在河道水流达到洪峰时，河道与大气相连，设置边界条件，通过对河道边坡防护建筑物所受的压力，水平速度以及残差曲线进行监控，完成水流对河道及边坡防护建筑物的仿真模拟；

步骤203、模拟结果处理：将仿真模拟结果的.dat文件导入CFD-POST中，生成水流流态云图、水流流速云图、应力云图；

步骤三、计算结果分析：根据步骤203生成的水流流态云图、水流流速云图、应力云图，对不同水位下河道下的水流流态、河道边坡防护建筑物及河道的压力以及河道边坡防护建筑物的剪应力云图进行分析，其中包括不同流速对河道不同位置处的冲刷情况、河道和河道壁面在水位变化时所受压力、不同水位的水流对挡墙的剪切作用进行分析；

步骤四、治理方案优化：根据分析结果，对比设计要求和标准，对河道护坡防护效果进行评价；若不满足要求和标准则对治理方案，则进行调整，并重复步骤一到步骤三，直到模拟结果满足河道防护要求，对比多次数值模拟输出的模拟图形数据，得到河道冲刷下切治理方案优化的最佳参数。

2.根据权利要求1所述的对河道冲刷下切治理方案优化的方法，其特征在于：河道冲刷下切抑制治理方案数值模型的建立过程中，在步骤102后还可以进行步骤103、选择模拟工况；

洪峰时河道边坡受到冲刷最大，计算流量采用洪峰流量，由于河道冲刷下切过流断面面积会发生变化，所以选用不同的断面流速，模拟不同流速下道冲刷下切治理方案的运行状况。

3.根据权利要求2所述的对河道冲刷下切治理方案优化的方法，其特征在于：步骤三计算结果分析过程中可以结合模拟工况对不同流速对河道不同位置处的冲刷情况、河道和河道壁面在水位变化时所受压力、不同水位的水流对挡墙的剪切作用进行分析。

4.根据权利要求1所述的对河道冲刷下切治理方案优化的方法，其特征在于：所述步骤201中的网格采用四面体非结构化网格。

5.根据权利要求1所述的对河道冲刷下切治理方案优化的方法，其特征在于：所述步骤202仿真计算和仿真模拟过程中的边界条件包括设置速度进口、压力出口。

6.根据权利要求1所述的对河道冲刷下切治理方案优化的方法，其特征在于：所述步骤202仿真计算过程包括计算模型选择、初始化、模拟计算；

计算模型选择：选取Realizable的k–ε模型，采用SIMPLEC算法；

初始化：采用FLUENT软件的initializations对流场进行初始化操作，完成数值模拟计算的初始化条件；

模拟计算：选择好合适时间步长，进行模拟计算并输出.dat文件。