為研究不同交匯角度θ和流量比q對明渠交匯口壅水特性的影響規(guī)律,利用體積函數(shù)法（VOF）追蹤自由表面,采用雷諾應(yīng)力模型（RSM）封閉控制方程,建立明渠交匯水流三維數(shù)值仿真模型,對3種流量比和7種交匯角的21種組合工況進(jìn)行模擬研究,對交匯口附近的三維壅水形態(tài)進(jìn)行分析。結(jié)果表明:由于支流匯入的頂托作用,上游區(qū)域內(nèi)水位壅高,交匯區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)水面跌落現(xiàn)象;同一流量比工況下,隨著交匯角的增大,上游水位逐漸增大,下游水面跌落現(xiàn)象越來越劇烈;對所有工況的上下游最小水深比h^*_d和最大水深比h^*_m進(jìn)行計(jì)算,發(fā)現(xiàn)在本文研究的流量比及交匯角變化范圍內(nèi),上下游最小和最大水深比均隨著交匯角的增大而增大,隨著流量比的增加而減小。最后,對上下游水深比的變化范圍進(jìn)行分析,得出結(jié)論:同一流量比工況下,交匯角增大,交匯口附近水面變幅增大;同一交匯角度工況下,流量比增大,交匯口附近水面變幅減小。 

【文章來源】：河海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,48(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

計(jì)算區(qū)域示意圖(θ=90°工況)

由圖2可見,在水面線結(jié)果對比方面,RSM計(jì)算結(jié)果對交匯區(qū)附近水位壅高與跌落特征捕捉準(zhǔn)確;與k-ε模型計(jì)算結(jié)果相比,RSM不僅能夠更準(zhǔn)確地模擬上下游水位,并且在水位變化劇烈的區(qū)域也能精確地捕捉水位的迅速跌落和緩慢抬升。由圖3可見,在速度剖面對比方面,RSM計(jì)算結(jié)果與實(shí)測值吻合較好,與k-ε模型計(jì)算結(jié)果大體一致,未體現(xiàn)出明顯的模型優(yōu)勢。綜上所述,就本次模型驗(yàn)證而言,與k-ε模型計(jì)算結(jié)果相比,RSM在水面線計(jì)算精度方面具有明顯優(yōu)勢,在速度剖面計(jì)算精度方面沒有明顯改善。圖3 交匯區(qū)下游測點(diǎn)流速剖面對比

交匯區(qū)下游測點(diǎn)流速剖面對比


本文編號：3512758