基于有限体积法的不同植被茎粗下坡面流水力特性数值模拟

TV133; 利用ANSYS FLUENT数值模拟软件,以Navier-Stokes方程为控制方程,基于有限体积法,采用Standard k-ε紊流模型,建立数值分析模型,通过在流场入口设置为质量入口的方式,在保持植被密度不变的情况下,对三种茎粗的刚性淹没植被明渠的水流特性进行了数值模拟研究.结果表明:试验结果与数值模拟计算结果进行对比,计算所得的流速值与试验值吻合良好,表明数值模拟方法可行.通过剖析流场流速分布变化,得到植被茎粗增加导致纵向流速减小的研究结论.通过分析流场流速的垂向分布,总结出靠近于植被的坡面流速变化幅度较小,水流紊动性较大,随着与植被偏离距离的持续增大,垂向流速变幅明显增大...

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Published in中国农村水利水电 no. 4; pp. 114 - 126
Main Authors 徐雪峰, 张升堂, 张景洲, 周建森
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 山东科技大学地球科学与工程学院,山东青岛 266590 15.04.2022
Subjects
植被茎粗;有限体积法;数值模拟;局部流动;流动特性;湍流模型
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ISSN1007-2284
DOI10.3969/j.issn.1007-2284.2022.04.016

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Summary:TV133; 利用ANSYS FLUENT数值模拟软件,以Navier-Stokes方程为控制方程,基于有限体积法,采用Standard k-ε紊流模型,建立数值分析模型,通过在流场入口设置为质量入口的方式,在保持植被密度不变的情况下,对三种茎粗的刚性淹没植被明渠的水流特性进行了数值模拟研究.结果表明:试验结果与数值模拟计算结果进行对比,计算所得的流速值与试验值吻合良好,表明数值模拟方法可行.通过剖析流场流速分布变化,得到植被茎粗增加导致纵向流速减小的研究结论.通过分析流场流速的垂向分布,总结出靠近于植被的坡面流速变化幅度较小,水流紊动性较大,随着与植被偏离距离的持续增大,垂向流速变幅明显增大,植被对点流场的掺混紊动效应减弱.
ISSN:1007-2284
DOI:10.3969/j.issn.1007-2284.2022.04.016