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航道整治河段流动特性的三维数值模拟

专 业: 水力学及河流动力学
关键词: 水面曲线 数值模拟 丁坝 回流 三维流动特性 河道整治
分类号: TV85
形 态: 共 89 页 约 58,295 个字 约 2.788 M内容
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内容摘要


该文通过模型实验和数值模拟相结合的研究方法,在整治河段一维水面曲线计算,单丁坝绕流数值模拟,紊流数学模型在航道整治工程中的应用以及丁坝群附近水流的三维流动特性等方面做了一些初步研究。

首先进行了单丁坝水槽实验,采用测压管和旋浆流速仪对实验水槽中水流的水位以及流速场进行了详细的测量。

分析了丁坝附近水位在纵横向上的变化规律。

实测水位资料表明水流纵横向比降大的区域位于丁坝上下游附近,在丁坝的上游出现壅水,下游存在有收缩区和恢复区,离丁坝越远纵横向水位的变幅越小。

然后根据天然河流横断面流速分布公式,推导了能量方程中动能修正系数α的计算公式。

动能修正系数实际上反映了河道横断面流速分布的不均匀性,与断面的水力要素有关,可用谢才系数C来表示,水流所受的阻力越大,边界对其影响也就越大,流速分布愈不均匀,导致动能修正系数增大。

随后结合实测水位资料,通过采用调整局部水头损失系数、扣除回水面积以及壅水公式等不同的水面曲线计算方法对实验水槽一维水面曲线进行计算。

随后采用标准κ~ε紊流数学模型,依据水槽试验资料,数值模拟了绕坝和漫坝两种情况下水流的流动过程。

最后将标准κ~ε紊流数学模型应用于实际航道整治工程应用中,引入相应的边界条件,数值模拟了整治河段水流的三维流动过程……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 回顾与评述
1.1航道整治建筑物带来的复杂水流现象
1.2丁坝绕流的研究现状与进展
1.3整治河段水面曲线计算方法研究现状
1.4流动三维数值模拟研究现状与进展
1.5本文的研究内容及主要的工作
第二章 航道整治河段水面曲线研究
2.1单丁坝水槽实验研究
2.2整治河段一维水面曲线计算
2.3计算结果和实验结果的比较分析
2.4本章小结
第三章 单丁坝绕流的数值模拟
3.1丁坝绕流和漫流流动机理分析
3.2数学模型
3.3计算结果分析
3.3.1绕坝水流的三维数值模拟
3.3.2漫坝水流的三维数值模拟
3.3.3结论
3.4本章小结
第四章 航道整治河段流动特性的三维数值模拟
4.1数学模型及其求解方法
4.2整治河段流场的三维数值模拟
4.2.1在黄河某滩险河段整治中的应用
4.2.2在北江中游某滩险河段整治中的应用
4.3本章小结
第五章 结束语
参考文献

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中图分类: > TV85 > 工业技术 > 水利工程 > 治河工程与防洪工程 > 治河方法(河道整治)

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