彎道水流特性試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf

1、在河流、河口及港口地帶，幾乎都存在著彎道，研究彎道水流的特性對(duì)河流工程的建設(shè)與運(yùn)行、港口的建設(shè)、河道的防洪設(shè)計(jì)、橋梁的規(guī)劃設(shè)計(jì)、流域的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃以及改善河道的通航運(yùn)行等都具有極其重要的意義。
　　本文利用物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)合的方法，對(duì) U形彎道水流特性進(jìn)行了研究。物理模型試驗(yàn)方面，通過(guò)自動(dòng)水位測(cè)量系統(tǒng)及流速測(cè)量系統(tǒng)研究 U形水槽彎道段的水位及流速變化情況；數(shù)值模擬計(jì)算方面，運(yùn)用MIKE3軟件并結(jié)合物理模型試驗(yàn)，建立一個(gè)與物

2、理模型相同尺寸的三維水流數(shù)學(xué)模型，用物理模型試驗(yàn)所測(cè)得的水位和流速資料對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，模型計(jì)算的水位和流速與試驗(yàn)結(jié)果擬合較好，說(shuō)明該三維水流數(shù)值模型可以用于彎道水流特性的數(shù)值模擬研究。
　　結(jié)果表明：
　?。?）水流由直段進(jìn)入彎道后，凹岸處的水位抬升，凸岸處的水位下降，凹凸岸間的水位差值呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)。流量的增加使得凹凸岸間的水位差值均增大；水位的抬升使得凹凸岸間的水位差值均減小。
　?。?）在U形彎道內(nèi)，流

3、速進(jìn)行了重新分布，主流線由凸岸逐漸偏向凹岸。
　?。?）在底層，水流在流經(jīng)U形彎道時(shí)其主流向偏向凸岸；在中層，水流在流經(jīng)U形彎道時(shí)其主流向與邊界趨于平行；在表層，水流在流經(jīng)U形彎道時(shí)其主流向偏向凹岸。
　?。?）x、y方向上的流速在垂向上均表現(xiàn)為底層往表層依次增大。z方向上的流速在垂向上表現(xiàn)為：在凸岸處中層z方向上的流速大于底層及表層z方向上的流速；而在凹岸處中層z方向上的流速小于底層及表層z方向上的流速。
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