大宽深比变曲率弯道水动力结构大涡模拟研究

• 作者: 及春宁 张炳昌 白玉川 许栋
• 来源期刊: 水力发电学报
• 学科: 工学
• 关键词: 正弦派生弯道 大宽深比 雷诺数 大涡模拟 紊动结构
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 页码范围: 77-91
• 页数: 15页
• 分类号: TV143+.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.11660/slfdxb.20190609

摘要

弯曲型河流是自然界常见的河流形态,弯曲引起主流、二次流与湍流紊动相互作用,产生复杂的水动力结构,影响河流演变和物质输运.目前相关数值模拟及试验研究多针对小宽深、常曲率弯道,与天然河流大宽深、变曲率形态存在较大差异,为了揭示与天然河流相近的弯道水流运动特性,本文针对大宽深比正弦派生曲线弯道三维水流运动进行大涡数值(LES)模拟研究,结果表明:零曲率断面中心区域二次流沿河宽方向分布最为均匀,回流区范围最大,在大宽深比弯道中,回流区范围最大可达断面面积的15.5％.大宽深比弯道中部流动受到弯曲边界约束较弱,主流区内顺流向流速分布较小宽深比工况更接近于顺直矩形明渠,大宽深比情况下,主流核心区集中在弯道中线附近0.5～1倍水深范围,随着宽深比增大,弯顶附近涡量绝对值增大,对下游的影响范围增大.大宽深比弯道中水流紊动能整体水平较低,紊动能等值线分布和顺流向时均流速等值线一样,均受二次流影响,主流区中心紊动能最小,主流和局部回流区间的剪切层紊动能最大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	白玉川	天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室	146	1281	19.0	30.0
2	及春宁	天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室	56	257	10.0	13.0
3	许栋	天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室	46	280	10.0	14.0
4	张炳昌	天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室	2	1	1.0	1.0