水力坡度对淹没单丁坝近区水流结构的影响

采用超声波水位和PIV流速测量技术,在U形水槽中试验研究了不同水力坡度下淹没单丁坝对水流的影响。同一水力坡度,丁坝上游横比降沿程逐渐增大,丁坝下游横比降沿程逐渐减小。不同水力坡度,随着水力坡度的增大:1丁坝附近的水位、横比降、淹没程度和丁坝迎水面与背水面的水位差逐渐减小;2丁坝上游最高水位位置向下移动,丁坝下游水位恢复点位置向上移动;3断面平均流速及最大流速逐渐增大,但最大流速出现的位置基本不变;4漩涡流速分布较相似,但漩涡强度增加,坝后漩涡中心逐渐向下游对岸移动。当水槽坡度为-1‰~1‰时,淹没丁坝对丁坝上方5 cm处的剖面水流影响较小;当水槽坡度为2‰时,淹没丁坝对丁坝上方5 cm处的剖面水流影响较大;当水槽坡度为1‰~2‰时,淹没丁坝对水流结构的影响可能存在1个临界变化点。研究结果有助于对河床演变及海岸工程等复杂水环境问题的深入探索。

非淹没正挑单丁坝附近绕流数值模拟

丁坝是河道整治工程中的主要水工建筑物。为分析丁坝附近绕流情况,并验证二维浅水模型的可靠性。以长、宽、高分别为6m×0.9m×0.76m的模拟计算区域平面二维水深平均浅水方程为基本依据,引入k∧-ε∧湍流模型,对非淹没状态正挑单丁坝附近绕流进行数值模拟,模型计算结果与Nawachukwu等人的丁坝实测资料基本吻合。

淹没式丁坝三维流场数值模拟研究

利用FLUENT软件中的标准k-ε两方程湍流模型,对淹没式丁坝三维流场进行了数值模拟研究,流场的计算主要分为单丁坝和双丁坝流场,其中双丁坝流场的丁坝合理间距是结合单丁坝流场的计算结果而选择的,经比较后证明计算结果与实际相符合,说明该模型及计算过程对有关丁坝的实际工程具有参考意义。

淹没丁坝坝后水流结构PIV试验研究

为揭示淹没丁坝坝后区域的水流特性,在实验室水槽中,采用平面二维粒子图像测速技术(2D-PIV),测量了光滑固定底床上单个丁坝在完全淹没条件下的坝后水平流场及垂向流场。通过分析测量获得了原始粒子图像和淹没丁坝坝后不同位置的平面二维时均速度场和涡量场,并耦合水平面流场与铅垂面流场结果,给出了丁坝坝后流场的部分三维特性。结果表明,淹没丁坝坝后存在明显的回流区,且在回流区内同时存在尺度大致相同的竖轴漩涡和横轴漩涡。