復(fù)雜流動下的泥沙起動、輸運及局部沖刷一直是河流、海岸工程研究的重點課題。以往研究主要以床面平均切應(yīng)力公式或挾沙力公式研究泥沙輸運和沖刷,并不適用于渦旋以及強紊動作用存在的復(fù)雜流動條件。隨著離散元法的發(fā)展,從細觀尺度模擬水流泥沙運動得到了快速發(fā)展,它有可能揭示復(fù)雜流動下泥沙顆粒的運動規(guī)律。本文利用計算流體力學軟件OpenFOAM和離散元軟件LIGGGHTS建立的水流—泥沙運動耦合模型,采用大渦模擬模擬流場,并與離散顆粒模型耦合,從細觀尺度上研究了復(fù)雜流動條件下泥沙的起動輸運規(guī)律以及局部沖刷機制。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:（1）應(yīng)用動態(tài)一方程紊流模型進行了圓柱繞流運動數(shù)值模擬,分析了圓柱周圍的流場分布（水平流速、垂向流速）以及壓力分布情況,并與RNG?-?紊流模型結(jié)果以及物模試驗結(jié)果進行了比較,結(jié)果表明動態(tài)一方程紊流模型能夠合理描述圓柱周圍復(fù)雜的繞流流場及壓力分布等。（2）通過耦合模型對后臺階下游三維水流流動及泥沙的起動和輸運進行了數(shù)值模擬,紊流模型較好地模擬了臺階下游的時均流場、紊動強度以及雷諾應(yīng)力分布,計算得到的臺階下游泥沙起動概率以及床面輸沙率分布與實驗結(jié)果符合較好,揭示了在復(fù)雜水... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

“軟球”接觸模型

38.0 38.5 39.0 39.5 40.0 40.5 41.0 41.5 42.0-0.2-0.10.00.1h=0.01mw(m/x/D38.0 38.5 39.0 39.5 40.0 40.5 41.0 41.5 42.0-0.10.00.1h=0.005m試驗值LESRNG w(m/s)x/D圖3-4（續(xù)） 不同水深處圓柱迎流側(cè)及背側(cè)垂向流速分布（光滑床面）

y0.34m處圓柱周圍流場矢量圖（光滑床面）

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3014163