含植被明渠水流特性三维数值模拟研究

【摘要】：本文利用在sigma坐标下含有植被明渠水流三维数学模型,湍流模型采用基于SA方程的DES模型,采用分步算法和有限差分离散求解控制方程,对含有刚性和柔性两种类型植被试验水槽水流流速和切应力分布进行了数值验证,数值计算结果与试验数据吻合一致。在此基础上分析了淹没植被明渠水流流动瞬时图像特性,在植被的存在区域内水流速度减小,切应力在植被林冠层处区域最大,在湍流过渡区域内切应力比在充分发展的区域内大,在植被林冠层区域存在K-H不稳定涡,K—H涡在充分发展区域贯穿于整个河道纵断面,增加水流在整个河道纵断面的垂向掺混。