渠道冰凌下潜的数值模拟研究

• 作者: 练继建 罗昉昕 赵新
• 来源期刊: 水利学报
• 学科: 工学
• 关键词: 冰凌下潜 压差分布 数值模拟 力矩平衡 临界条件
• 年，卷（期）: 2013,（6）
• 页码范围: 673-679
• 页数: 7页
• 分类号: TV133
• 字数: 4735字
• 语种: 中文

摘要

冰凌下潜是冰塞形成和发展的基础，控制冰凌的下潜对于保证输水工程的安全和输水能力有重要的意义。本文采用 VOF 方法追踪自由水面，结合 RNG k-ε紊流模型，对浮冰块底面水压差分布进行了数值模拟。通过与Dow Ambtmand 的物理模型试验数据的对比，验证了该数值模拟方法的合理性和可靠性。基于冰块底面的水压差分布特征，分析冰块的下潜力矩 Mu，研究冰凌下潜的临界条件。发现冰块下潜的临界条件涉及到冰块前缘形状和由冰块厚度（δ）、长度（L）与冰块上游水深（H）构成的特征几何尺寸（δ/H、δ/L）：同条件下前缘矩形断面冰块较前缘圆形断面冰块易下潜；δ/L 一定时，δ/H 越大，冰凌下潜临界冰厚弗劳德数 Ftcr越小，临界水流弗劳德数 Frcr越大；δ/H 一定时，δ/L 越大，则 Ftcr和 Frcr均越小。根据数值模拟和力矩平衡分析的研究结果，提出了天然冰凌下潜的判断准则。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	练继建	天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室	332	3994	30.0	45.0
2	赵新	天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室	29	232	7.0	14.0
3	罗昉昕	天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室	2	27	2.0	2.0