基于COBRAS模型的突缩断面溃坝水流特性研究

作     者：戎贵文 袁岳 戴会超 毛劲乔 沈齐婷 RONG Guiwen;YUAN Yue;DAI Huichao;MAO Jingqiao;SHEN Qiting

作者机构：安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 河海大学水利水电学院南京210098 南京水利科学研究院南京210024 

出 版 物：《水力发电学报》 (Journal of Hydroelectric Engineering)

年 卷 期：2016年第35卷第5期

页      面：94-101页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51579002 51309002) 安徽省高等学校省级自然科学研究重点项目(KJ2013A094 KJ2011Z108) 安徽省自然科学基金面上项目(1608085MD80) 

主　　题：水力学 数值模拟 溃坝水流 收缩断面 负波 压强变化 

摘      要：为研究局部断面突缩对溃坝水流演进的影响,采用有限体积法数值离散雷诺时均方程,并以COBRAS模型为基础建立了三维k-ε紊流数学模型,利用压力隐式算子分割法求解紊流方程,自由液面采用流体体积法追踪。通过经典溃坝物理模型试验资料对数学模型进行验证,在此基础上,数值模拟了局部断面突缩条件下的溃坝水流特性。计算结果表明:断面突缩引发了水流的强烈紊动,断面上游发生水跃、形成负波;溃坝水流在断面收缩处快速雍高,而后向上下游逐渐扩散;动压强在突缩断面的最大洪峰形成过程中达到了最大值,然后逐渐减小;总压强在突缩断面最大洪峰形成前后的一段时间内保持着较为稳定的最大值。