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题名大宽深比变曲率弯道水动力结构大涡模拟研究
被引量：6
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作者
张炳昌
许栋
及春宁
白玉川
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机构
天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室
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出处
《水力发电学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第6期77-91,共15页
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基金
国家重点研发计划重点专项项目(2018YFC0407505)
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文摘
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。
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关键词
正弦派生弯道
大宽深比
雷诺数
大涡模拟
紊动结构
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Keywords
sine-generated bend
large width-depth ratio
Reynolds number
large eddy simulation
turbulent structure
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分类号
TV143.2
[水利工程—水力学及河流动力学]
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