等宽明渠交汇口壅水特性数值模拟

发布时间：2021-11-23 00:36

　　为研究不同交汇角度θ和流量比q对明渠交汇口壅水特性的影响规律,利用体积函数法（VOF）追踪自由表面,采用雷诺应力模型（RSM）封闭控制方程,建立明渠交汇水流三维数值仿真模型,对3种流量比和7种交汇角的21种组合工况进行模拟研究,对交汇口附近的三维壅水形态进行分析。结果表明:由于支流汇入的顶托作用,上游区域内水位壅高,交汇区域内出现水面跌落现象;同一流量比工况下,随着交汇角的增大,上游水位逐渐增大,下游水面跌落现象越来越剧烈;对所有工况的上下游最小水深比h^*_d和最大水深比h^*_m进行计算,发现在本文研究的流量比及交汇角变化范围内,上下游最小和最大水深比均随着交汇角的增大而增大,随着流量比的增加而减小。最后,对上下游水深比的变化范围进行分析,得出结论:同一流量比工况下,交汇角增大,交汇口附近水面变幅增大;同一交汇角度工况下,流量比增大,交汇口附近水面变幅减小。 

【文章来源】：河海大学学报(自然科学版). 2020,48(04)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

计算区域示意图(θ=90°工况)

由图2可见,在水面线结果对比方面,RSM计算结果对交汇区附近水位壅高与跌落特征捕捉准确;与k-ε模型计算结果相比,RSM不仅能够更准确地模拟上下游水位,并且在水位变化剧烈的区域也能精确地捕捉水位的迅速跌落和缓慢抬升。由图3可见,在速度剖面对比方面,RSM计算结果与实测值吻合较好,与k-ε模型计算结果大体一致,未体现出明显的模型优势。综上所述,就本次模型验证而言,与k-ε模型计算结果相比,RSM在水面线计算精度方面具有明显优势,在速度剖面计算精度方面没有明显改善。图3 交汇区下游测点流速剖面对比

交汇区下游测点流速剖面对比


本文编号：3512758