新型整治工程河段局部流場(chǎng)精細(xì)數(shù)值模擬.pdf

1、通過(guò)選取典型河段進(jìn)行概化河段比尺模型試驗(yàn)，研究分析了“移動(dòng)式不搶險(xiǎn)管樁淺壩”的導(dǎo)流功效。在比尺模型試驗(yàn)中采用VDMS 進(jìn)行流場(chǎng)測(cè)量，并對(duì)VDMS 采集數(shù)據(jù)的后處理方法進(jìn)行了改進(jìn)。應(yīng)用MIKE21軟件建立了平面二維數(shù)學(xué)模型，并利用概化模型河道沖淤地形數(shù)據(jù)進(jìn)行了模型驗(yàn)證，對(duì)“移動(dòng)式不搶險(xiǎn)管樁潛壩”導(dǎo)流作用進(jìn)行了精細(xì)數(shù)值模擬研究。所建模型能夠滿(mǎn)足模擬管樁淺壩不同透水率的精細(xì)研究要求，并實(shí)現(xiàn)了管樁壩淹沒(méi)狀態(tài)的模擬；利用所建模型進(jìn)行了不同來(lái)流、不

2、同透水率、不同網(wǎng)格精度以及單、雙排管樁壩導(dǎo)流效果的模擬試驗(yàn)研究。
　　 論文通過(guò)量綱分析提出了能夠反映管樁壩不同位置導(dǎo)流效果的無(wú)量綱數(shù)k X￠(導(dǎo)流強(qiáng)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(dǎo)流情況；在主槽寬B，管樁壩長(zhǎng)L，來(lái)流角度φ一定條件下，建立了管樁壩不同位置導(dǎo)流強(qiáng)度k X￠與(h，h,d,l)0 D之間的函數(shù)關(guān)系。該函數(shù)關(guān)系反映了在主槽寬B、管樁壩長(zhǎng)L、來(lái)流角度φ一定條件下，透水率、來(lái)流條件對(duì)管樁壩導(dǎo)流效果

3、和壩體不同位置的最大導(dǎo)流效果的影響。
　　 數(shù)學(xué)模型計(jì)算成果分析表明：流量800 m3/s，管樁壩非淹沒(méi)狀態(tài)時(shí)，能夠起到很好的控導(dǎo)主流作用；流量大于800 m3/s，管樁壩呈淹沒(méi)狀態(tài)，流量4000 m3/s 時(shí)，管樁壩能夠起到一定的導(dǎo)流作用、能夠使主流歸槽；流量8000 m3/s，12000 m3/s 時(shí)，隨著淹沒(méi)水深的進(jìn)一步加大，管樁壩對(duì)主流的影響很小，基本不影響灘槽水流交換。經(jīng)對(duì)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(méi)條件下，數(shù)值模擬研究表明：透水率越小管樁壩的導(dǎo)流越明顯；管樁壩組成網(wǎng)格邊長(zhǎng)小于0.2m 即徑格比不大于5 時(shí)，能較好的模擬管樁壩的導(dǎo)流情況；
　　 在管樁壩網(wǎng)格邊長(zhǎng)0.3、0.4m 時(shí)，模擬管樁壩導(dǎo)流效果不佳；采用單一網(wǎng)格構(gòu)造管樁壩時(shí)（管樁壩網(wǎng)格邊長(zhǎng)1.0m），不能準(zhǔn)確模擬管樁壩導(dǎo)流情況。管樁壩網(wǎng)格邊長(zhǎng)一定，網(wǎng)格生成范圍不同對(duì)模擬有一定的影響，但影響不大；雙排管樁壩的導(dǎo)流效果優(yōu)于單排管樁壩，壩體前后的水位差小