基于欧拉模型的泥沙冲刷数值模拟

在使用欧拉模型进行泥沙定点冲刷的数值计算时,会产生不合理的床面波动和冲刷坑回填现象。为合理体现泥沙相在静止状态时的固体性质,并且反映水下泥沙堆积的特性,本文通过加载源项引入泥沙起动模型和水下休止角模型,修正了欧拉模型泥沙相的动量方程。数值计算结果分别和轴对称、平面泥沙冲刷实验比较,发现计算模型能较好获得轴对称冲刷的冲刷坑深度和宽度等形态参数;在连续冲刷的平面实验中,计算模型也能反应出泥沙相固态特征,准确捕捉不同时刻的冲刷坑内形态。数值计算得到的冲刷坑周围流体特征反映出水流不再使交界面的泥沙起动,克服了欧拉模型的不足。