平底突扩三元水跃流场的数值模拟

• 作者: 宁利中 宁碧波 张珂 渠亚伟 田伟利
• 来源期刊: 黑龙江大学工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 平底突扩渠道 三元水跃 数值模拟 S型淹没式水跃 S型临界式水跃 R型水跃
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 水利与土木工程
• 页码范围: 1-8
• 页数: 8页
• 分类号: TV135.21
• 语种: 中文
• DOI: 10.13524/j.2095-008x.2020.03.030

摘要

应用湍流RNG k-ε模型封闭流体力学方程组,VOF法追踪自由表面,采用非定常流动PISO算法对R型水跃,S型临界式水跃和S型淹没式水跃进行了数值模拟.结果表明,采用Fluent软件对平底突扩三元水跃进行数值模拟具有较强的适用性.3种水跃在水流的上部区域均形成逆时针方向的翻滚漩涡.S型临界式水跃(z=0.024 m)发生了对称扩散,并在x=1.00 m断面与x=1.30 m断面之间形成了对称分布的漩涡.发现水流紊动能最大值在水跃中部,R型水跃发生的紊动能较大,S型临界式水跃和S型淹没式水跃两者的紊动能相近.分析中轴立面流速分布后,发现在相同位置的横断面上,R型水跃流速均较大.水跃区内,R型水跃边界层变化不大,S型临界式水跃边界层增长缓慢,S型淹没式水跃边界层增加趋势明显.S型淹没式水跃最大流速值以较快速率减小,并且最大流速值相比另外两种工况时小.