泥沙局部冲淤二维数值模拟仿真

为了更好地对河流、海洋的局部冲淤问题进行研究,在FLUENT中通过二次开发建立了泥沙局部冲淤二维数值模型.模型采用标准k-ε紊流模型来计算流场,通过自定义函数功能将泥沙输运模型嵌入到FLUENT中,床面地形的变化采用动网格技术来进行实现.通过2个算例对该模型的可靠性及通用性进行了验证.结果表明,该模型模拟结果与前人结果基本符合,模型的通用性较好.该模型可以应用于其他形式的局部冲淤数值模拟,具有广阔的应用前景.

桩群局部冲淤特性试验研究

通过在宽长水槽中进行的不同排列桩群在不同流速、不同水深的单向恒定均匀流作用下的动床冲淤对比试验研究,经比较分析试验后水槽地形变化的数据资料发现:桩群局部冲淤非常复杂,桩群的存在极大地改变了原有的水沙运动状态,加剧了桩群所在底床泥沙的冲淤,桩群对其所在底床冲淤影响特性不能只用桩群阻力简单解释,而与桩柱排列形式关系最为密切,影响也最大;水流流速及水深的影响实际是通过桩群对流场的改变来实现的。

海滨电厂桥墩式取水口局部冲淤变化的工程计算方法

针对大型电厂海域取排水工程中桥墩式取水口的局部冲淤问题,从势流理论和柱状坐标系下床面变形方程出发,推导单个取水口的冲淤强度理论计算公式,并利用有限差分法离散笛卡尔坐标系下的床面变形方程,提出便于求解的冲淤场数值模拟方法。以某工程的海水冷却系统取水口为例,应用该理论公式和数学模型估算取水口附近的泥沙淤积情况取得较好效果,为规划取水口的设计高程和冲淤防护措施提供了有力支持。

基于动网格技术对泥沙输运和局部冲淤的数值模拟

该文建立泥沙输运和床面冲淤的垂向二维模型,采用SST k-ω模型模拟湍流并使用VOF法处理自由面运动,同时用动网格技术实现水底地形变化,计算了水平射流的泥沙冲淤问题。流场和地形变化的计算结果与实验数据基本一致,从而验证了计算模型的可靠性。在此基础上,该文进一步研究动床条件下的带横向沟槽明渠流动中水底地形随时间的变化过程。结果表明,水流在上坡过程中,由于水深减小流速增大,上坡部分受到局部冲刷作用;而坡顶处由于泥沙沉积形成一个小沙丘,坡顶位置在来流作用下逐渐向下游推移,最终地形趋于平衡状态。

丁坝坝头冲淤的三维数值模拟

本文对洪水条件丁坝近体的局部冲淤进行了三维数值模拟。开发了与全三维紊流模型连接计算的泥沙模型。泥沙推移质的计算考虑了床面坡度对推移质输沙率和临界启动剪切力的综合影响。模型经丁坝淹没绕流实验的充分验证。结果详尽讨论了局部冲刷随时间的动态变化过程和动平衡下的河床平面形态特征。