發(fā)布時(shí)間：2021-02-02 05:42

　　復(fù)雜流動(dòng)下的泥沙起動(dòng)、輸運(yùn)及局部沖刷一直是河流、海岸工程研究的重點(diǎn)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(yùn)和沖刷,并不適用于渦旋以及強(qiáng)紊動(dòng)作用存在的復(fù)雜流動(dòng)條件。隨著離散元法的發(fā)展,從細(xì)觀尺度模擬水流泥沙運(yùn)動(dòng)得到了快速發(fā)展,它有可能揭示復(fù)雜流動(dòng)下泥沙顆粒的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。本文利用計(jì)算流體力學(xué)軟件OpenFOAM和離散元軟件LIGGGHTS建立的水流—泥沙運(yùn)動(dòng)耦合模型,采用大渦模擬模擬流場(chǎng),并與離散顆粒模型耦合,從細(xì)觀尺度上研究了復(fù)雜流動(dòng)條件下泥沙的起動(dòng)輸運(yùn)規(guī)律以及局部沖刷機(jī)制。本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:（1）應(yīng)用動(dòng)態(tài)一方程紊流模型進(jìn)行了圓柱繞流運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬,分析了圓柱周圍的流場(chǎng)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(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,結(jié)果表明動(dòng)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(chǎng)及壓力分布等。（2）通過耦合模型對(duì)后臺(tái)階下游三維水流流動(dòng)及泥沙的起動(dòng)和輸運(yùn)進(jìn)行了數(shù)值模擬,紊流模型較好地模擬了臺(tái)階下游的時(shí)均流場(chǎng)、紊動(dòng)強(qiáng)度以及雷諾應(yīng)力分布,計(jì)算得到的臺(tái)階下游泥沙起動(dòng)概率以及床面輸沙率分布與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好,揭示了在復(fù)雜水... 

【文章來源】：天津大學(xué)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(xué)位級(jí)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(yàn)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(chǎng)矢量圖（光滑床面）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]水流作用下海上風(fēng)機(jī)樁式基礎(chǔ)局部沖刷三維數(shù)值模擬研究[D]. 張博杰.天津大學(xué) 2012
[2]基于OpenFOAM平臺(tái)的不可壓鈍體繞流研究[D]. 茆根陽.北京化工大學(xué) 2012
[3]具有自由液面的直立墩柱繞流及局部沖刷三維數(shù)值模擬研究[D]. 劉慧芳.天津大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3014163