耦合VOF法的河道三维水流特性数值模拟研究

论文摘要

河道黑臭的重要原因之一是水体流动性降低或完全丧失,导致水体复氧能力衰退,因此河道水动力特性是进行黑臭水体治理的重要依据。目前针对河流水动力进行数值模拟的研究多集中于一、二维,忽略了对河流自由水面的模拟及水流在竖直方向上的运动,不能精确得到河道水力特性。为了寻求一种先进的数值模拟方法来研究河段水流的水动力特性,考虑自由水面运动及水流竖直方向上的流动,建立了耦合VOF法与紊流模型的三维河流水动力模型,并运用无结构贴体网格划分技术建立了河道的计算网格模型。计算结果表明,建立的三维紊流数值模型实现了对自由水面、水深以及流速的模拟,具有较好的稳定性和灵活性。网格模型可以适应复杂的地形边界,能较好的模拟不规则河道边界,适合于天然河道三维水动力场的数值模拟。研究为河流水质的模拟提供基础,并为水生态治理与恢复提供理论依据和决策支持。

论文目录

• 1 研究背景
• 2 研究方法
•   2.1 耦合VOF法的三维k-ε模型
•   2.2 模型的边界条件
•   2.3 模型求解
• 3 模型验证
• 4 工程应用
•   4.1 工程简介
•   4.2 计算模型及网格划分
•   4.3 VOF动态及水流流速分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 周正印,杨楠

关键词: 河道,水流特性,三维,数值模拟

来源: 城市道桥与防洪 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地球物理学,水利水电工程

单位: 天津市市政工程设计研究院

分类号: TV133

DOI: 10.16799/j.cnki.csdqyfh.2019.01.045

页码: 165-170+21

总页数: 7

文件大小: 2651K

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