基于湍流模型数值模拟的梯形弯道水流特性研究

输水明渠弯道段因壁面条件改变,水流运动紊乱,严重威胁输水安全。为研究输水明渠弯道内水流特性,基于RNGκ-ε湍流模型建立弯曲度为15°、45°、60°、90°的梯形断面弯道模型,利用PISO算法求解方程组,进行弯道水流三维数值模拟。结果表明,弯道对渠道内流场影响范围包括弯道及下游较长区间;随弯曲度增加,凹岸最大水面超高断面有前移趋势,但对最大超高值影响较小;水流在渠底的速度远小于上层水流速度,z/H=0.7处为最大流速水深;弯道内流速与壅水现象有关,壅水区对应流速小,落水区对应流速大;弯道内的壁面压强主要来自水体自重。