溃坝水体冲击作用下圆柱绕流特性分析

由于台风等一些极端天气导致的特大暴雨极易引起溃坝现象,造成严重的经济损失和人员伤亡。在水利工程的设计和管理中分析溃坝引起的灾害性水流对建筑物的作用十分重要。本文以具有初始速度的水体为溃坝水流,数值模拟了溃坝水流对圆柱的作用,分析了圆柱绕流特性及水体的流动特性。数值模型采用了雷诺平均纳维尔-斯托克斯模型(RANS)以及流体体积(VOF)法分析了水体自由表面的演化,通过分析发现,在水体滑落的过程中,存在不同形式的滑落方式,导致在静止的水面上产生了多个孤立的波浪凸包形态的溃坝波,对圆柱附近的水体造成了更长时间的扰动,使得圆柱更容易受到疲劳破坏。本研究对于水利工程中研究溃坝及坝体设计具有指导意义。