冰水两相流中浮冰运动特性研究

采用非恒定RNG k-ε紊流模型,结合自由面追踪的VOF法对冰块受力进行了三维数值模拟研究。通过与Dow Ambtman的物理模型试验数据对比,验证了该模型的准确性与可靠性。模拟结果表明,冰块受力与冰厚和冰水相对速度有关。相对流速较小时,冰块厚度对浮冰底部水压力影响不大;相对流速较大时,冰块厚度越大,浮冰底部前缘水压力越小。对于长宽均为0.4 m、厚度为0.15~0.2 m的冰块,临界翻转相对流速在0.25~0.3 m/s之间,随着冰厚的增加,临界翻转相对流速也相应增加。该研究成果对于分析冰水二相流输水具有一定参考意义。