圆桩柱对斜坡异重流动力特性影响的研究

作     者：林颖典 叶漪琦 韩东睿 陈甫源 LIN Yingdian;YE Yiqi;HAN Dongrui;CHEN Fuyuan

作者机构：浙江省河口海岸重点实验室浙江杭州310020 浙江大学海洋学院浙江舟山316021 

出 版 物：《华中科技大学学报:自然科学版》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2023年第51卷第8期

页      面：93-101页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 0704[理学-天文学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：浙江省河口海岸重点实验室开放基金资助项目(ZIHE21002) 浙江省自然科学基金资助项目(LY20A020009) 

主　　题：异重流 圆桩柱 卷吸过程 尾流 湍动能 

摘      要：为探究圆柱桩对斜坡异重流动力特性的影响,开展一系列开闸式斜坡异重流的水槽实验,通过高速相机记录异重流宏观传播过程,并结合粒子图像测速(PIV)技术量化局部流场特性,分析不同圆柱桩的高度及倾斜角度下异重流的运动.实验结果表明:流经圆桩柱时,异重流头部逐渐抬升,尾部加厚;圆桩柱改变了异重流展向扩散模式,使其前缘分布更加不均匀.异重流流过圆桩柱产生的马蹄涡及尾流漩涡会提升整体卷吸系数的峰值,并使异重流在交界面处的涡旋结构变得更加复杂.异重流的中心区是涡旋生成和发展的核心位置,圆桩柱的高度决定异重流的越流形态,从而影响涡度场的分布.圆桩柱提高了局部湍流强度,圆柱桩变高,异重流湍动能的峰值会随时间前移.对于非浸没式圆桩柱,倾斜角度降低了桩前区域异重流的湍流水平,并且桩后的湍动能随时间由单峰态演变为多峰态.