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摘要
天然河道和人工河道一般为粗糙床面，由于大尺度粗糙床面对水流的阻挡作用，使得水流区与粗糙区的流场特性不相同。为了探究粗糙床面对水流结构的影响，开展了4种工况下，不同粗糙高度的水槽模型流场试验和对应的数值模拟分析计算，获得了丰富的水力特性空间数据。研究结果表明，采用RNG k-ε模型和流体体积模型（VOF）能够准确模拟计算具有粗糙床面的水流。受粗糙床面阻水作用的影响，在粗糙床面上游，水位有一定程度的壅高，当水流过粗糙床面后，水位有一定程度的跌落。水流过粗糙床面以后，水面逐渐趋于一致。在粗糙段，水流结构基本相似。在粗糙影响段，相对粗糙度为0.2，水流的紊动强度和紊动动能达到最大值。随着相对水深的增大，紊动强度和紊动动能均呈现出“先增大后减小”的变化趋势，在水面附近趋于一致。
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单位华南理工大学; 广东省水利水电技术中心; 中山市水利水电勘测设计咨询有限公司
