丁壩附近紊流的三維數(shù)值模擬及局部沖刷.pdf

1、丁壩對河道治理、岸坡保護(hù)等有重要作用.丁壩附近水流和局部沖刷呈明顯的三維特性,采用三維紊流數(shù)學(xué)模型模擬丁壩近區(qū)流場的變化,更符合實(shí)際工程情況.然而迄今對丁壩近區(qū)三維流場的精細(xì)數(shù)值計算尚不多見,對丁壩附近的局部沖刷也主要限于最大沖刷深度.因此,研究丁壩附近的三維紊流和局部沖刷深度及其分布具有重要的理論和工程意義.鑒于以往只能在粗網(wǎng)格下模擬實(shí)際尺寸河道丁壩而在精細(xì)網(wǎng)格下模擬小尺度河道丁壩的近區(qū)紊流,本文將水流連續(xù)方程、動量方程和標(biāo)準(zhǔn)κ-ε方

2、程聯(lián)立求解,采用有限體積法離散方程,SIMPLE算法求解離散后的代數(shù)方程組,在精細(xì)網(wǎng)格下成功地數(shù)值模擬了具有實(shí)際尺寸的河道中丁壩近場的三維紊流. 分別采用單流體和雙流體標(biāo)準(zhǔn)七一占紊流模型數(shù)值模擬了不同工況下丁壩附近的紊流場,發(fā)現(xiàn)丁壩壩頭存在兩個小角渦,壩后除大尺度漩渦(回流)外,在高流速下還存在若干次生渦.而以前的數(shù)值模擬計算中,只能捕捉到壩后的大漩渦及壩頭上半部的小角渦,而無法捕捉到壩頭下半部的小角渦.本文數(shù)值計算成功地捕捉到