Речной гидродинамики

Часть II. Моделирование практических задач речной гидродинамики
97

---

сопротивления отверстий мостов при расчете по глобальным моделям. Сле-
дует отметить, что эта модель разрабатывалась достаточно давно (в 1991–
92 гг.), а в настоящеее время современные вычислительные возможности 
позволяют объединить все три модели в одну, и такие расчеты для этого 
объекта также впоследствии были выполнены.
Значительной экономии сил и средств при расчете протяженных речных 
объектов можно достичь за счет совместного (гибридного, многомасштаб-
ного) расчета по одномерной и двумерной моделям. При этом весь протя-
женный участок моделируется одномерной системой уравнений, а некото-
рый его фрагмент – двумерной или двумерной многослойной. Такой под-
ход реализован при расчете течений в бьефах Саратовского гидроузла, на
р. Лене у г. Ленска и др. Однако в последнее время наметилась явная тен-
денция перехода от одномерных моделей к двумерным (в плане) даже для 
очень протяженных участков рек и речных долин, поскольку при одномер-
ной схематизации трудно выделить транзитные и аккумулятивные зоны на 
пойме, учесть разные коэффициенты шероховатости в русле и на пойме, 
учесть мостовые переходы и дамбы, пересекающие пойму, получить пра-
вильные времена добегания расхода по русловой сети и т.д. и т.п.
При компьютерном моделировании открытых потоков возможно исполь-
зование как явных, так и неявных по времени численных схем. Эффектив-
ность применения явной или неявной схемы зависит от решаемой задачи, 
в частности от величины числа Фруда, характеризующего отношение силы 
инерции к силе тяжести. Практика численных расчетов показала, что при ма-
лых числах Фруда неявные схемы оказываются эффективнее явных, и наобо-
рот. Очевидно, что глубоководные озера и водохранилища предпочтительнее 
считать с применением неявных схем, а бурные потоки, волны прорыва и за-
дачи, связанные с затоплением пойменных территорий и движением потока 
по руслам и по сухому дну (при затоплении поймы) – по явным схемам. 
Достаточно широкий класс течений успешно может моделироваться по 
уравнениям мелкой воды в диффузионном приближении (пп. 1.4.2, 5.3, 6.2, 
8.1 монографии, [Маханов, Семенов, 1994, 1996]) либо без инерционных 
членов. В этих случаях снятие или уменьшение ограничений на шаг по вре-
мени может повысить эффективность расчетов на порядок без существен-
ной потери точности (см. пп.1.3.2, 5.3).