我國山區(qū)存在大量典型寬窄相間河道,尤其是西南部地區(qū),雨水較多,河道突然放寬和收縮造成水流回流并壅水,使得該類型河道內(nèi)呈現(xiàn)出復雜的水流特性,從而對其水沙運動及河床變形產(chǎn)生影響。迄今為止,關(guān)于寬窄相間河道流場的三維數(shù)值模擬比較少。因此,通過三維數(shù)值模擬有助于了解寬窄相間河道水流運動特性以及床面和河岸壁面的剪切力分布規(guī)律,可為山區(qū)的防洪及河道整治提供理論依據(jù)。本文依托現(xiàn)場實測的雅安市小清水河內(nèi)寬窄相間河道數(shù)據(jù)對河道進行概化建模,借助Ansys Fluent16.0軟件采用RNG-k-?湍流模型、VOF二相流模型和Open Channel Flow模型聯(lián)立求解,較好的模擬了寬窄相間河道內(nèi)的水流特性,主要工作和結(jié)論如下:(1)當初始流量Q為114m³/s時,連續(xù)寬窄相間河段中三個寬窄段的平均流速在變小,表明上游的寬窄段會對下游的寬窄段產(chǎn)生束水作用,降低下游段的過流量和平均流速,使得下游段的床面和河岸壁面剪切力有所降低。(2)模擬結(jié)果表明,河道寬段中的壅水區(qū)與非壅水區(qū)河床剪切力和河岸壁面剪切力分布具有較大的差異。受壅水影響,寬段壅水區(qū)易形成床面和河岸壁面的高剪切力分布區(qū)。(3...

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-3-1主要技術(shù)路線圖

91.3.2技術(shù)路線圖1-3-1主要技術(shù)路線圖Fig.1-3-1Majortechnicalroadmap

圖2-1-3Fluent湍流模型

172.2.2河道測量數(shù)據(jù)對山區(qū)河道進行現(xiàn)場測量，由于測量的是山區(qū)河道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，山區(qū)河道兩岸并未有公路或者交通條件，故只能采用沿河道河灘從上游往下游依次測量的方式。考慮到安全問題，測量時只能選擇枯水期測量。測量工具選擇使用流速儀測量河道流速，使用激光測距儀測量河寬、水面寬和坡度，....

圖2-2-1大川河流域研究段衛(wèi)星地圖（來源于Google地球）

172.2.2河道測量數(shù)據(jù)對山區(qū)河道進行現(xiàn)場測量，由于測量的是山區(qū)河道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，山區(qū)河道兩岸并未有公路或者交通條件，故只能采用沿河道河灘從上游往下游依次測量的方式。考慮到安全問題，測量時只能選擇枯水期測量。測量工具選擇使用流速儀測量河道流速，使用激光測距儀測量河寬、水面寬和坡度，....

圖2-2-2肖家溝和小

27將網(wǎng)格劃分好后對其邊界條件進行定義。根據(jù)實際情況，模型模擬的是天然河道水流運動情況，由于河道水流與空氣是接壤的，在時間T=0s時假定河道內(nèi)部全是空氣沒有水，當河道有水流流入時，水與空氣接觸并一起運動，所以本模型需要采用VOF多相流模型進行Fluent數(shù)值模擬。本次模擬僅有水和....

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