数值模拟作为河流模拟领域的一个重要手段,已经在实际应用中发挥了越来越大的作用。传统的一维模型可以给出长河段的长期变形,并已经成功用于水库长期淤积计算、河道长期变形计算等。但对于复杂河道、弯道冲淤变化,深潭和浅滩的演变、水工建筑物附近的局部冲淤等问题,一维模型显得束手无策,这些问题的解决在数值模拟上有赖于平面二维或三维泥沙数学模型。三维模型计算复杂,速度较慢,二维模型的优点就凸显出来。传统的平面二维模型主要应用于河口、海湾、湖泊以及下游河段等宽浅水域,而能够用于山区河流计算的模型并不多。本文根据山区河流的特点,对传统的二维模型进行改进,建立了山区河流平面二维推移质数学模型。由于山区河流边界复杂极为不规则,本文采用了贴体坐标网格剖分求解域,在边界附近保持网格的正交性,又可以控制网格的疏密,保持网格的平滑。对贴体坐标系下的水流控制方程采用有限差分 ADI 法离散,对离散化后的方程组用追赶法求解。该方法稳定性好,运算速度快,同时占用内存少。在边界处理上采用“冻结”法,该方法可以方便的处理水边线问题,同时又可以使计算连续,不会带来流量的损失。模型中还对地形、水深等进行了平滑、概化,可以避免深潭、浅滩等急变形给模拟带来较大的误差。泥沙模型中,将床面按可动层分层来计算,可以方便地计算各层泥沙级配。根据非均匀沙的特点建立非均匀沙起动切应力公式,将其引入二维模型计算,使模型能够用于非均匀沙的计算。对岷江都江堰外江河段进行了流场和推移质冲刷模拟计算。并与实验资料<WP=4>四川大学硕士学位论文 山区河流平面二维泥沙数学模型进行了对比,结果表明该模型能够用于山区河流的计算。此外还尝试性的采用CFD 商业软件 Fluent 的欧拉固液两相流模型对万源州河、沱江金堂河段进行了推移质模拟研究。与实验结果对比分析表明两相流模型能够用于推移质计算,但在建体、边界处理等问题上还需要进一步研究。