斜向流攻角对近底圆柱状横梁冲刷坑展向开展速度影响的数值模拟

研究近底圆柱状横梁局部冲刷问题对于保障工程安全稳定运行有重要意义。应用大涡模拟和浸入边界法开展了可冲蚀沙床上的近底圆柱状横梁周围的三维局部冲刷过程的数值模拟研究。对近底圆柱局部冲刷进行数值模拟,并与试验结果进行比对,验证了数值方法的可靠性。模拟了正交来流条件下近底圆柱状横梁局部冲刷坑的展向发展过程,计算了快速发展阶段和缓慢发展阶段的冲刷坑展向开展速度比值。模拟了不同来流攻角的斜向流条件下近底圆柱状横梁局部冲刷坑的展向发展过程,发现小攻角条件下冲刷坑展向发展分为两个阶段,而大攻角条件下冲刷坑展向发展只表现为快速发展阶段。研究结果初步揭示了冲刷坑展向发展随来流攻角变化的规律。