新型整治工程河段局部流場精細數(shù)值模擬.pdf

1、通過選取典型河段進行概化河段比尺模型試驗，研究分析了“移動式不搶險管樁淺壩”的導流功效。在比尺模型試驗中采用VDMS 進行流場測量，并對VDMS 采集數(shù)據(jù)的后處理方法進行了改進。應用MIKE21軟件建立了平面二維數(shù)學模型，并利用概化模型河道沖淤地形數(shù)據(jù)進行了模型驗證，對“移動式不搶險管樁潛壩”導流作用進行了精細數(shù)值模擬研究。所建模型能夠滿足模擬管樁淺壩不同透水率的精細研究要求，并實現(xiàn)了管樁壩淹沒狀態(tài)的模擬；利用所建模型進行了不同來流、不

2、同透水率、不同網(wǎng)格精度以及單、雙排管樁壩導流效果的模擬試驗研究。
　　 論文通過量綱分析提出了能夠反映管樁壩不同位置導流效果的無量綱數(shù)k X￠(導流強度)，k X￠在數(shù)值模擬中能夠正確反映管樁壩不同位置的導流情況；在主槽寬B，管樁壩長L，來流角度φ一定條件下，建立了管樁壩不同位置導流強度k X￠與(h，h,d,l)0 D之間的函數(shù)關系。該函數(shù)關系反映了在主槽寬B、管樁壩長L、來流角度φ一定條件下，透水率、來流條件對管樁壩導流效果

3、和壩體不同位置的最大導流效果的影響。
　　 數(shù)學模型計算成果分析表明：流量800 m3/s，管樁壩非淹沒狀態(tài)時，能夠起到很好的控導主流作用；流量大于800 m3/s，管樁壩呈淹沒狀態(tài)，流量4000 m3/s 時，管樁壩能夠起到一定的導流作用、能夠使主流歸槽；流量8000 m3/s，12000 m3/s 時，隨著淹沒水深的進一步加大，管樁壩對主流的影響很小，基本不影響灘槽水流交換。經(jīng)對比，數(shù)值模擬成果與物理模擬成果一致。
　

4、　 在管樁壩非淹沒條件下，數(shù)值模擬研究表明：透水率越小管樁壩的導流越明顯；管樁壩組成網(wǎng)格邊長小于0.2m 即徑格比不大于5 時，能較好的模擬管樁壩的導流情況；
　　 在管樁壩網(wǎng)格邊長0.3、0.4m 時，模擬管樁壩導流效果不佳；采用單一網(wǎng)格構造管樁壩時（管樁壩網(wǎng)格邊長1.0m），不能準確模擬管樁壩導流情況。管樁壩網(wǎng)格邊長一定，網(wǎng)格生成范圍不同對模擬有一定的影響，但影響不大；雙排管樁壩的導流效果優(yōu)于單排管樁壩，壩體前后的水位差小