首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 171 毫秒
1.
河口混合与泥沙输运   总被引:8,自引:1,他引:7  
周济福  李家春 《力学学报》2000,32(5):523-531
根据振荡边界层理论和波流分解方法,导出了河口往复水流的流速垂向分布廓线,据此建立了河口垂向准二维水流、盐度、泥沙运动模型。对泥沙输运,完整地考虑了其对流、扩散、起动和沉降的动力学过程。模拟结果与实测资料进行了对比。应用该模型研究河口泥沙输运,分析了河口混合对泥沙输运的影响及最大浑浊带的时空变化规律。  相似文献   

2.
为了系统地研究河流弯道在二次流影响下水沙运动的特点,本文基于CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟和物理模型实验的方法,对河流弯道二次流进行了模拟和测量;应用雷诺时均法模型,结合Eulerian两相流模型对河流弯道二次流及其泥沙冲淤规律进行了数值模拟;以SIMPLE方法对压力场和速度场进行了耦合计算,并对辽宁省阜新市细河某段支流河道进行了物理模型实验,数值模拟的结果与实验结果基本一致,表明了本文方法的正确性。在此基础上,对90°弯曲的梯形断面河道的二次流结构和冲淤变化进行了分析,为防洪和水利设施的建设提供理论依据。  相似文献   

3.
泥沙输运模拟综述——现状及其发展趋势   总被引:1,自引:0,他引:1  
随着流体力学中数值方法的飞速发展,计算模型已经成为研究流体运动,泥沙输运和不同环境(诸如河流,湖泊及沿海地区)中相应污染物归趋过程等方面非常有吸引力的工具,在过去的30多年里,发展了许多计算水动力学/泥沙输运模型.文章追溯当前具有代表性的(一维、二维、三维)模型的发展历程,描述他们各自的特点,优势及局限,力图作为对模型方面感兴趣读者的第一指南,同时也为大家讨论模型的局限性,未来的发展趋势和研究需求方面搭建一个平台.给出了模型的表达,时空特性,水动力学和沉积物的耦合方式,处理非恒定流,推移质和悬移质,泥沙交换过程,泥沙类型(粘性或非粘性)及非均匀泥沙输运的能力.总结了不同模型的应用实例,读者可以运用这些例子作为研究模型设置,模型率定及模型验证的参考.给出了选择泥沙输运模型应遵循的原则,模型输入及率定方面存在的问题及改进的途径.探讨了现有水动力学/泥沙输运模型在处理复杂湍流,泥沙携带,流动与输沙耦合,非均匀泥沙,离散和扩散系数,河岸来沙处理等方面的局限性及改进的方向.最后,对基于多相流思想的泥沙输运模型及其它一些交叉性问题作了评述与展望.  相似文献   

4.
曲线坐标系下平面二维浅水模型的修正与应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
借鉴有关弯道水流流速分布的研究成果,计入弯道环流引起的横向的动量交换,对曲线坐标系平面二维浅水方程做了修正;采用边界处正交的曲线网格生成技术,处理复杂的计算区域边界。采用修正后的模型对90°弯道水流进行了数值模拟,并与原模型的计算结果及实测资料进行了比较,结果表明该模型能够有效地模拟流线弯曲的复杂水流的水力特性。  相似文献   

5.
弯道水流数值模拟研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用边界拟合坐标技术,生成边界处正交的曲线网格,在曲线坐标系中进行弯道水流数值计算。借鉴现有关于弯道水流流速分布的研究成果,对曲线坐标系平面二维浅水方程作了修正,修正后的方程组能够计入弯道环流引起的横向的动量交换,即考虑了二次流对流线弯曲的复杂水力特性的影响。通过连续弯道实例计算,验证了该模型的可靠性和实用性。  相似文献   

6.
局部冲刷的三维数值模拟可预测水力冲刷的破坏程度和破坏机制,进而提供更加合理的工程措施以减轻或避免局部冲刷造成的工程破坏。基于有限体积法和非结构化的计算网格构建了以水动力学模型、泥沙冲淤和河床变形方程为基础的三维局部冲刷数值模型。水动力学模型中的湍流模型为剪切应力SST k-ω输运模型,泥沙冲淤以底床切应力大小和分布为基础,水沙模型的耦合采用单向弱耦合方式。首先,通过ANSYS-FLUENT软件数值计算水动力学模型后,将水力特性数据单向传递至泥沙模块,并应用UDF函数二次开发实现泥沙模型的数值计算。利用动网格技术重构因河床地形更新引起的变形网格。与动床圆柱冲刷和丁坝局部冲刷的试验结果进行比较,验证了局部冲刷数值模型的可靠性。从平衡冲深时的冲刷深度和冲坑内水流特性等结果的对比可以看出,该数值模型成功地模拟出最终冲刷地形和形态,并能捕捉不同时刻的三维地形变化。根据数值模型的建立及应用结果分析主要得到以下结论,以切应力观点为基础开发该模型时,具有简易性和较强的可靠性;单元体泥沙通量的重构和床面坡度等因素均影响模型的精度;FLUENT软件提供的动网格技术能较好重构小变形网格,但是重构因地形变化引起的大变形网格时略显不足。  相似文献   

7.
借鉴有关弯道水流流速分布的研究成果,计入深度平均流速与真实流流速分布差值引起的扩散效应,在正交曲线坐标系下建立了平面二维浅水模型.采用以标准κ-ε模型为基础的曲率效应修正紊流模型模拟紊动应力项,在一定程度上考虑了流线弯曲水流紊动应力的各向异性.应用控制体积法和交错网格法离散方程,并用SIMPLEC算法求解离散方程;同时采用修正后的模型对90°弯道水流进行了数值模拟,并与原模型的计算结果及实测资料进行了比较,结果表明该模型能够有效地模拟流线弯曲水流的水力特性.  相似文献   

8.
定床弯道内水沙两相运动的数值模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
在适体同位网格中采用非正交曲线坐标系下的三 维k-ε-kp固液两相双流体湍流模型研究弯道内水流和悬浮泥沙运动,主要计算了试验室S 型水槽内清水流动的三维流场、120°弯道内水沙两相流动中底沙与底流的运动轨迹以及 S型水槽内水沙两相流动的两相流场和泥沙浓度场. 对于S型水槽内清水流动,数值结果与 试验结果吻合良好. 120°弯道内水沙两相流动中固液两相的运动轨迹在弯道直线段基本 重合,在弯道内泥沙轨迹逐步偏离水体轨迹,其偏离程度随泥沙粒径增大而增大. 从S型水 槽内水沙两相流动计算结果中发现泥沙纵向流速在壁面附近比水流纵向速度大,在远离壁面 区域比水流纵向速度小;弯道内泥沙横向流速比水流横向流速小;垂向流速在直线段和泥沙 沉速相当,在弯道内受螺旋水流影响而变化;两相流速差别随泥沙粒径增大而变大;泥沙浓 度呈现下浓上稀的分布,在弯道内横向断面上呈现凸岸大凹岸小的分布,泥沙浓度随泥沙粒 径增大而减小.  相似文献   

9.
丛彬彬  万田 《力学学报》2019,51(4):1012-1021
激波与边界层之间相互作用是高超声速飞行中的常见现象,对飞行器气动性能与飞行安全至关重要.对于高焓来流,流场中通常存在复杂的物理化学现象,此时准确模拟流场中激波边界层相互作用的难度大,相关物理化学建模仍有待进一步考察和研究.本文针对最近文献中纯净空气高超声速双锥绕流实验开展数值研究,分别研究了不同热化学模型与输运模型对壁面压力与热流的影响.热力学模型包括完全气体、热力学平衡和非平衡模型,化学模型包括冻结和非平衡化学模型,输运模型包括经典的Wilke/Blottner/Eucken模型与更加复杂的Gupta/SCEBD模型,以及考虑壁面催化/非催化影响的模型.计算了6个不同算例,涵盖了低焓至高焓来流等不同工况.壁面压力与热流的数值计算结果与实验结果符合较好;对于低焓来流,计算结果主要受到分子内能分布的影响,输运模型对计算结果的影响不大;对于高焓来流,一方面计算结果受到化学反应与壁面催化的影响较大,另一方面不同输运模型对计算结果的影响也更加明显.   相似文献   

10.
应用平面二维悬沙数学模型对方柱尾流区的泥沙输运及床面调整进行了数值模拟,并对重要物理参数做了分析说明。数值计算采用时间分裂一全隐式有限差分格式,流场的计算基于沿水深平均的RANS方程。通过系统的数值模拟,揭示了不同来流情况下,方柱尾流区的流态变化,及与之相应的床面变化规律,并对不同流态下的泥沙运动作了分析。计算结果表明在方柱尾流区,不同的流场流态对尾流区的床面调整有明显影响。流场较弱的情况下,尾流区中湍动强度相应较弱,此时悬浮泥沙由于流速减小而普遍落淤,床面应力的减小也致使床面冲刷量减小。随着流场强度的逐渐增大,尾流区中湍动强度相应增强,床面应力增大,同时湍流的强烈交换作用增强了对泥沙的输运作用,床面变化不再是简单的淤积状态,部分区域出现了冲刷。  相似文献   

11.
国内外对弯曲河流的研究从线性特性转移到不稳定性与非线性特性上来, 弯曲河流作为一个不稳定的系统, 主要是受到水流和边界的不稳定性的影响.针对弯曲河流中存在的水流动力的不稳定性与非线性特征,利用弱非线性理论与摄动法进行展开, 在微弯条件下建立了时间模式下的常曲率 弯道二维水流扰动幅值与扰动幅角的非线性演化方程.研究了在不同弯曲度下的扰动发展特征,探讨了扰动流场在弯曲度影响下的时空分布的规律,分析了扰动流场中出现的扰动漩涡的运动过程, 阐述了弯曲度对弯曲边界内水流不稳定性的影响, 具体表现为在微弯的情况下, 弯道的弯曲度增大会提高河湾内水流的稳定性, 扰动振幅与扰动幅角会随弯曲度的增大其衰减速度更快, 并且扰动流速的对称性在弯曲度较大时减弱, 逐渐向弯道的凸岸偏斜, 在中性状态附近 的弯道水流动力具有对流不稳定性和非线性衰减的特征.本文的研究成果为构建水流动力非线性与床面形态几何非线性相互作用的模型提供了思路.   相似文献   

12.
易贡滑坡堰塞湖溃坝洪水分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
滑坡堰塞坝体主要由块石、碎石土等松散材料组成,随着上游水位的不断上升,极易失稳,一旦决口将对给下游人民的生命财产安全造成极大的威胁。因此,研究堰塞坝溃坝问题具有重要的学术意义和应用价值。2000 年 4 月 9 日,西藏林芝地区波密县易贡藏布河扎木弄沟发生大规模山体滑坡堵塞易贡藏布江,形成坝高60m,长约2500m,库容可达288×108m3,体积约28×108~30×108m3的滑坡堰塞湖, 2000年6月10日堰塞坝溃决。本文以易贡堰塞湖溃坝为例,从连续性方程及Navier Stokes方程出发,结合标准型湍流模型,并采用VOF方法进行自由面处理,基于流体计算软件Fluent模拟分析了溃坝洪水在下游弯曲河道的演进过程及不同位置的流速变化。数值模拟结果与实测资料记录基本一致,表明该模型能够模拟溃坝洪水在地形复杂弯曲河道中的演进过程。  相似文献   

13.
推导了一种显式的河网 泥沙输移递推计算方法, 该方法在水动力学计算结果所确定的汊点类型基础上, 直接计算每 个河段中逐个节点的不平衡泥沙输沙过程以及悬沙和床沙的级配调整, 克服了传统方法中必 须通过首末断面含沙量关系确定河网悬沙矩阵求解的困难. 将该泥沙输移模式的一维河网水 沙数学模型, 应用于长江三峡下游荆江-洞庭湖河网区域, 并取得了较好的计算结果.在模型 验证之后, 进一步讨论了采用新的泥沙输移计算模式和原有泥沙输移计算模式在计算 时间上和计算内容方面的差别.  相似文献   

14.
Many environmental applications of shallow water flow modelling can be characterized as only slowly varying and everywhere sub‐critical. A simplified finite volume model is therefore developed that is capable of describing pertinent shallow water flow processes more efficiently than the usual Godunov/ Riemann characteristics approaches. The model is tested against a number of analytical and numerical solutions to the governing equations. The model reproduces accurately flow round a circular bend, flow over topography, flow up an initially dry beach and floodwave propagation down a meandering river reach, with mass conservative solutions. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

15.
Fluvial processes comprise water flow, sediment transport and bed evolution, which normally feature distinct time scales. The time scales of sediment transport and bed deformation relative to the flow essentially measure how fast sediment transport adapts to capacity region in line with local flow scenario and the bed deforms in comparison with the flow, which literally dictates if a capacity based and/or decoupled model is justified. This paper synthesizes the recently developed multiscale theory for sediment-laden flows over erodible bed, with bed load and suspended load transport, respectively. It is unravelled that bed load transport can adapt to capacity sufficiently rapidly even under highly unsteady flows and thus a capacity model is mostly applicable, whereas a non-capacity model is critical for suspended sediment because of the lower rate of adaptation to capacity. Physically coupled modelling is critical for fluvial processes characterized by rapid bed variation. Applications are outlined on very active bed load sediment transported by flash floods and landslide dam break floods.  相似文献   

16.
In this paper, an extended car-following model is proposed to simulate traffic flow by considering the honk effect. The stability condition of this model is obtained by using the linear stability analysis. The phase diagram shows that the honk effect plays an important role in improving the stabilization of traffic system. The mKdV equation near the critical point is derived to describe the evolution properties of traffic density waves by applying the reductive perturbation method. Furthermore, the numerical simulation is carried out to validate the analytical results and indicates that the traffic jam can be suppressed efficiently via taking into account the honk effect.  相似文献   

17.
针对风沙与水沙动力学研究的共性,提出风沙与水沙运动统一深度积分模式;在此基础上,将水沙运动过程多重时间尺度理论扩展至风沙运动,比较研究风沙与水沙运动向平衡状态调整的时间尺度特征. 数值算例与风洞实验结果对比表明,积分平均模型能够基本准确地捕捉风沙运动的输沙率变化等基本特征;风沙与水沙运动的积分时间尺度比较分析表明,风沙运动与水沙运动类似,推移质运动能够很快地调整到平衡状态,而悬移质运动调整到平衡状态则需要相对较长的过程,在湍流悬移质实验和数值模拟研究中应考虑恢复平衡过程的影响.  相似文献   

18.
刘君  胡宏 《计算力学学报》2013,30(5):677-682,703
在模型试验的基础上,采用PFC离散单元法对条形锚板基础在中密砂土地基中的抗拔性能进行了数值分析。数值模拟采用簇颗粒单元来模拟砂粒的不规则形状,颗粒级配根据模型试验福建标准砂的级配按照相似级配法生成,细观参数根据数值双轴试验确定。水平锚板数值模拟结果与模型试验结果基本一致。与模型试验结果相比,颗粒流数值模拟能得到颗粒间接触力链的分布及其演化规律,能从细观角度来探明宏观抗拔承载力特性的演化机理。在此基础上对倾斜锚板上拔过程进行了模拟,分析了锚板前后砂粒的运动趋势以及接触力链的演化规律,并与已有承载力结果进行了对比分析。  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号