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文档格式:PDF | 页数:5 | 浏览次数:81 | 上传日期:2013-10-15 12:45:04 | 文档星级:
第 !" 卷第 ! 期%&’(!" )&(!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展!##" 年 $ 月*>;( !##"*+,-./01 2. 3/20./0 -.+ 40/5.&’&6!7 &8 9-:0; <01&=;/01基金项目 : 国家自 然科学基金资助项目 (?#!@A#!$)作者简介: 石荣荣 (BA@A—),女,湖北钟祥人,硕士研究生,从事水力学及河流动力学研究。 CDE-2’: 11A;&.6FB"G( /&E复式河槽漫滩水流的三维数值计算石荣荣,刘兴年,杨克君(四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川 成都"B##"?)摘要: 采用紊流模型中的雷诺应力模型 (<3H)对非对称复式河槽水流的三维紊流进行了数值模拟。数值模拟计算结果与试验结果的比较表明 <3H 能够很好地模拟滩槽交互区内的二次流、 主流速分布和床面剪切力,此模型模拟复式河槽是可靠的。 最后用 <3H 模拟了对称复式河槽在不同水深下的流速场及床面剪切力分布,得出当水深增加时, 滩槽交互区二次流动纵向涡增强, 而浅滩主流速及床面剪切力迅速增大的结论。关键词: 复式河槽;雷诺应力模型;三维数值模拟;二次流;流速分布;床面剪切力中图分类号: 4%BG?(G文献标识码: *文章编号:B##"!@"$@ (!##")#!!##BG!#$!"#$$%&’($)*’+),- ).($#’/,- /,-/.-,0’+) +1 +2$#3,)4 1-+5 ’) /+(6+.)& /",))$-773IJ <&.6D;&.6, KJL M2.6D.2-., N*)OP0DQ=. ( !"#"$ %$& ’#()*#")*& )+ ,&-*#./012 #3- 4).3"#0)3 506$* 73803$$*038, !019.#3 :306$*20"&, ;9$38-. "B##"?, ;903#)83*0#,/0: 450 <07.&’+1 1:;011 E&+0’( <3H) R-1 -+&>:0+ :& 12E=’-:0 :50 :=;S=’0.: 8’&R 2. -17EE0:;2/ &>0. /5-..0’( 450/&E>-;21&. &8 :50 12E=’-:0+ ;01=’: R2:5 0T>0;2E0.:-’ +-:- 15&R1 :5-: <3H 21 ;0’2-S’0 8&; 12E=’-:2&. &8 :50 10/&.+-;7 /=;;0.:, :50>;2E-;7 E0-. ,0’&/2:7 -.+ S0+ 150-; 1:;011 2. :50 Q=./:2&. ;062&. &8 :50 E-2. /5-..0’ -.+ :50 8’&&+ >’-2.( 450., <3H R-1 =10+ 8&;12E=’-:2&. &8 :50 8’&R 820’+ -.+ S0+ 150-; 1:;011 +21:;2S=:2&. 2. 17EE0:;2/ /&E>&=.+ /5-..0’ -: +2880;0.: R-:0; +0>:51( J: 21/&./’=+0+ :5-:, R2:5 :50 2./;0-10 &8 :50 R-:0; +0>:5, :50 ’&.62:=+2.-’ ,&;:0T &8 :50 10/&.+-;7 /=;;0.: 2. :50 Q=./:2&. ;062&. 212.:0.12820+, -.+ :50 E-2. 8’&R ,0’&/2:7 -.+ S0+ 150-; 1:;011 2./;0-10 ;->2+’7(9$: 5+#&*: /&E>&=.+ /5-..0’; <07.&’+1 1:;011 E&+0’; GDU .=E0;2/-’ E&+0’; 10/&.+-;7 /=;;0.:; 8’&R ,0’&/2:7 +21:;2S=:2&.; S0+150-; 1:;011天然河流中, 许多河道都是具有深槽和滩地的复式河道,其水沙运动与单一河道的明显不同。 当水流由主槽漫入滩地后, 由于断面形状的变化和滩槽阻力的差异,水流现象复杂。 近年来,许多研究者对此进行了研究, 其中 P.265: 等[B]得到了复式河槽三维流动特性的示意图 (图 B)。 图 B 中, 主槽水流快速流动和浅滩较慢流动作用产生了 横向的剪切层,剪切层影响着纵向的紊动结构和涡的发展。 由于紊流的各向异性, 滩槽交互区存在着较强的二次流,而在主槽和浅滩垂向交接面上,有着垂向的涡流和横向的滩槽动量交换, 二次流对于动量交换和床面剪切力有着重大影响。对于复式河槽, 已有很多数值模拟研究成果。352&.& 等将二维的 )D3 方程沿水深方向积分, 简化后 求 出 横 断 面 上 的 平 均 流 速 和 壁 面 剪 切 力 分布[B, !]。 复式河槽漫滩水流的横向动量交换和二次流意味着其流场是复杂的三维流动。 三维计算,雷图 B复式河槽水流结构诺方程是不封闭的, 需要引 入紊流模型。 P;215.->D>-. 等[G]使用 45-:/50’’ 提出的代数应力模型, P-R-D5-;- 等[$]采用 K-=+0; 等提出的代数应力模型, )&-:等[?]应用 )&-:D<&+2 代数应力 模型, 352&.& 等["]及V0WW2.6-[@]采用 3>0W2-’0 提出的非线形的 <=!模型分别计算了复式河槽漫滩水流。 林斌良等[X]、 陈文学[A]?GB?水利水电科技进展,!##",!" (!)>$/:#!?!XG@X"GG?7=?#0/: @AF 99. B $-. B 139""C: DD<<( B 99. B $-. B 13

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