冲刷漏斗纵剖面形态数值模拟技术研究

作者：冯小香; 张小峰; 韦直林; 李建兵

来源：水科学进展, 2008, (01): 19-26.

DOI：10.14042/j.cnki.32.1309.2008.01.016

• 冲刷漏斗
• 纵剖面
• 底孔泄流
• 河床滑塌
• 立面二维
• 数值模拟 scouring funnel
• longitudinal profile
• bottom orifice outflow
• riverbed sliding
• vertical 2D
• numerical simulation

提出σ坐标系垂向分层的优化方法,较好地解决了传统σ坐标变换用于底孔泄流数值模拟时存在网格边界变化的问题;采用一维水流模型为立面二维模型提供自由水面边界,即"动刚盖法"确定自由表面;根据坝前趋孔水流的流动特性和水下纵坡稳定性受力分析,分别导出σ坐标系下床面泥沙边界条件和底孔泄流初期河床滑塌的判别式。在此基础上建立底孔泄流条件下立面二维水流泥沙数学模型,并将之应用于有刚性护坦条件下冲刷漏斗形成的数值模拟。模拟结果表明,漏斗冲刷平段长度、漏斗纵坡等数值试验结果与水槽试验基本一致,验证了模型的合理性和可靠性。

• 单位
  交通部天津水运工程科学研究所; 水资源与水电工程科学国家重点实验室; 武汉大学