本文選題：二維數(shù)學(xué)模型 + 局部沖刷坑��； 參考：《泥沙研究》2017年03期

【摘要】：對巨亭水電站泄水建筑物下游局部沖刷過程進(jìn)行了二維數(shù)值模擬。采用RNG k-ε湍流模型封閉N-S方程、有限體積法在計(jì)算網(wǎng)格上離散求解、VOF方法追蹤自由水面;采用C語言編寫用戶自定義函數(shù),以泥沙起動切應(yīng)力作為床面泥沙起動判別標(biāo)準(zhǔn),通過分析比較水流剪切力與泥沙起動切應(yīng)力大小,用以控制沖刷坑底部邊界變化;采用局部重構(gòu)模型和彈簧光順模型更新計(jì)算區(qū)域和網(wǎng)格質(zhì)量,藉以模擬和追蹤局部沖刷坑邊界變化。研究表明,模擬結(jié)果與實(shí)測資料符合良好。在沖刷坑的沖刷過程中,床面剪切應(yīng)力隨著沖刷的進(jìn)程急劇減小,湍動能隨著沖刷的進(jìn)程減小緩慢;床面剪切應(yīng)力和湍動能沿程變化均較為劇烈,床面剪切應(yīng)力沿程先增大后減小,床面湍動能則沿程減小。沖刷坑的縱向平衡形態(tài)或床面泥沙起動主要決定于床面剪切應(yīng)力,床面湍動能對泥沙起動也具有重要影響。
[Abstract]:A two-dimensional numerical simulation of the local scour process downstream of the drainage structure of Juting Hydropower Station was carried out.The RNG k- 蔚 turbulence model is used to close the N-S equation, the finite volume method is used to discrete solve the free water surface on the computational grid, the user-defined function is written by C language, and the sediment initial shear stress is used as the criterion of sediment starting.The flow shear stress and sediment initial shear stress are analyzed and compared to control the bottom boundary change of the scour pit, and the local reconstruction model and spring fairing model are used to update the calculated area and mesh mass.To simulate and track the boundary changes of local scour pits.The results show that the simulation results are in good agreement with the measured data.In the scouring process of the scour pit, the shear stress on the bed surface decreases sharply with the scouring process, and the turbulent kinetic energy decreases slowly with the scouring process, and the shear stress and turbulent kinetic energy of the bed surface vary sharply along the course.The shear stress of the bed surface increases first and then decreases, while the turbulent kinetic energy decreases along the bed surface.The longitudinal equilibrium shape of the scour pit or the bed surface sediment starting are mainly determined by the bed surface shear stress, and the bed surface turbulent kinetic energy also has an important influence on the sediment starting.
【作者單位】： 西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51279170)
【分類號】：TV147.5

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本文編號：1750795