明渠交汇水流阻力对平面二维数值模拟的影响_杨青远.pdfVIP

23 2 水 科 学 进 展 Vol． 23 ，No． 2 第 卷 第 期 2012 3 Mar． ，2012 年 月 ADVANCES IN WATER SCIENCE DOI :CNKI :32. 1309. P. 20 120224. 2002. 003 明渠交汇水流阻力对平面二维数值模拟的影响 1 ，2 2 1 2 ， ， ， 杨青远 周苏芬 卢伟真 王协康 (1. ， 999077 ; 2. ， 610065) 香港城市大学土木及建筑工程系 香港 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 四川 成都 : ， ， ， 摘要 与顺直明渠水流相比 明渠交汇水流由于存在分离区和自由剪切面 其紊动特性引起的阻力较为复杂 交 。 ， 汇水流除床面阻力外还受到较强的阻力 基于数值模拟与实验比较分析表明 分离流与自由剪切流所产生的阻力 ( ) 。 ， ， 紊动粘性阻力 对于交汇水流数值模拟具有重要影响 同时 由于平面二维模型对二次流影响的忽略 断面环流 ( )， ， ， 较强时数值模拟会产生较大的阻力 环流阻力 而断面环流较弱时 交汇水流的三维特性相对较弱 采用平面二 k- 。 ， 维模型和 ε 紊流模型能达到较好的模拟效果 因此 紊动及环流阻力的计算对交汇水流数值模拟的精度至关 重要。 : ; ; ; ; 关键词 交汇水流 平面二维模型 入汇流量比 紊动粘性阻力 环流阻力 中图分类号:TV133. 1 文献标志码:A 文章编号:1001-6791 (2012)02-0236-07 。 、 、 自然河流演化及水利与市政工程的取排水等常影响明渠水流交汇运动 受干支流流量比 入汇角 河道 ， 。 宽度及底坡比降等诸多因素的影响 交汇区水流特性变得十分复杂 干支流交汇水流在入汇侧下游常形成分 ， 。 ， ， ; 离区 减小了断面有效过流面积 分离区内流速较小 而入流流速较大 较大的流速梯度而形成剪切面 入 汇侧上游， ， 。 ， 两股水流相互顶冲形成低流速带 而干支流之间由于存在流速梯度也易形成剪切面 此外 垂向 ， ， 。 流速的差异使支流流速较大时 交汇区易形成强烈的螺旋流 出现显著的三维特性 平面上存在水流分离 ， 。 区 立面上出现剪切面及断面环