大涡模拟在河道平面二维水流模拟中的初步应用

作     者：郭延祥 唐学林 陈雄盛 尚毅梓 GUO Yan-xiang;TANG Xue-lin;CHEN Xiong-sheng;SHANG Yi-zi

作者机构：中交水运规划设计院有限公司北京100007 中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 中国水利水电科学研究院流域水循环调控与模拟国家重点实验室北京100038 

出 版 物：《水运工程》 (Port & Waterway Engineering)

年 卷 期：2015年第5期

页      面：112-116页

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 081502[工学-水力学及河流动力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：水利部黄河泥沙重点实验室开放课题基金(20120003) 中央高校基本科研业务费专项资金(2012BH008) 国家自然科学基金(51109112) 

主　　题：非淹没丁坝 绕流 大涡模拟 SGS模型 平面二维 

摘      要：通过丁坝对水流进行控制是航道整治中常用的工程措施,丁坝附近水流呈强紊动特性,大涡模拟相对于基于雷诺方程的时均模型对涡旋有较强的捕捉能力。在直角坐标系的基础上,将大涡模拟中的亚格子应力模型(SGS模型)引入河道水流平面二维数学模型中,通过盒式滤波函数将控制方程进行滤波,大尺度量通过控制方程直接求解,小尺度量借助Smagorinsky提出的亚格子尺度应力模型进行求解。采用空间等步长的正方形网格和交替方向隐式差分法对其控制方程进行离散求解。将模型初步应用于非淹没丁坝绕流的数值模拟中,计算结果表明,该模型对湍流旋涡的捕捉和水深计算较为合理,计算精度可满足工程实践要求。