桥墩水流特性大涡模拟研究

• 作者: 吴修锋 吴时强 周向华 周杰 戴江玉 薛万云 郭宁 陈锡林
• 来源期刊: 水利水运工程学报
• 关键词: 多桥墩 大涡模拟(LES) 剪应力 涡量 频谱分析
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 页码范围: 18-26
• 页数: 9页
• 分类号: TV133
• 语种: 中文
• DOI: 10.16198/j.cnki.1009-640X.2016.04.003

摘要

采用大涡模拟(LES)数学模型对河道中单个桥墩及3个桥墩条件下的水流运动进行数值模拟.计算结果与试验结果吻合良好.对计算得到的墩前及墩后流速变化、水位变化、剪应力分布、涡量变化及频谱进行分析,基于以上分析发现:桥墩间距较窄时(s/D=2),墩前不同位置(0＞x/D＞-5)处的垂向流速绝对值丨U,丨大于其他工况条件下相同位置处的流速,而在墩前x/D＜-5区域,各计算工况条件下的垂向流速Uz基本为零,不受桥墩阻流的影响,两侧桥墩叠加效应最明显,跌水达最大值;桥墩间距较大时(s/D＞5),中心桥墩两侧的桥墩对中心桥墩尾流区的干扰减弱,叠加效应可以忽略.桥墩间距较窄时(s/D=2)墩后x=0.5D处计算得到的涡漩特征长度与桥墩直径基本相同,该处涡漩主要由单个桥墩的尾流产生,而桥墩后x=5D处的涡漩特征长度与3倍的桥墩直径一致,中心桥墩后x=5D处的涡漩由3个桥墩叠加产生.