波流边界层水沙运动数值模拟——I:水动力模拟

作者：左利钦; 陆永军^*; 朱昊

来源：水科学进展, 2019, 30(04): 556-567.

DOI：10.14042/j.cnki.32.1309.2019.04.011

• 边界层
• 波流共同作用
• 床面形态
• 数学模型
• 1DV

波流边界层水动力模拟对研究波流相互作用和泥沙运动具有重要的理论意义和实践价值。开发了波流边界层1DV垂向一维水动力数值模型,可用于模拟漩涡沙波床面和平底床面水动力特征。模型的构建基于边界层控制方程,平底床面采用k-ε模型,沙波床面采用双层模型,提出了漩涡层和紊动扩散层交界面紊动动能和紊动耗散率表达式。试验资料验证表明,模型较好地模拟了波浪-水流-床面共同作用下的边界层水动力特征,包括波周期内不同相位流速分布、紊动动能、剪切应力等以及波致时均流速分布和波流相互作用下的时均流速分布等。根据所建模型,讨论了不同床面和波流组合条件下的水动力特征。该模型可为研究波流边界层内水动力特征提供工具。

• 单位
  南京水利科学研究院; 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室