天然弯曲河流的三维数值模拟

作者：吴修广; 沈永明; 潘存鸿

来源：力学学报, 2005, (06): 19-26.

• 天然弯曲河流
• ξ-η-ζ坐标变换
• 非正交曲线坐标
• κ-ε湍流模型
• 改进的刚盖假定 natural curved river
• ξ-η-ζ coordinate transformation
• non-orthogonal curvilinear coordinates
• κ-ε turbulence model
• modified rigid lid hypothesis

对Cartesian坐标系下的RANS方程进行三维ξ-η-ζ坐标变换,建立了非正交三维曲线坐标下弯曲河流的标准κ-ε湍流模型.对自由水面的模拟采用“改进的刚盖假定”,河床和岸壁阻力的模拟采用壁面函数方法.模型通过具有实验数据的实验室连续弯曲水槽进行验证,模拟的流速值与实验数据吻合良好,将模型应用于天然连续弯曲河流的流场计算,给出了表层和底层流速矢量场和11个断面二次环流矢量图,显示该模型具有模拟天然弯曲河流的能力.

• 单位
  浙江省水利河口研究院; 大连理工大学; 海岸和近海工程国家重点实验室