路用小尺寸明渠流的數值模擬.pdf

1、公路排水設施中常見小尺寸、小流量的粗糙明渠，明渠水流不僅擁有自由表面，還具有三維性和湍動性的特點。由于明渠流動的復雜性，通過理論計算或實驗手段求解或觀察流場，有一定的困難。因此，如果能夠很好地利用數值模擬解決這類問題，不僅可以對明渠流進行更深層次的研究，指導工程實際，還可以節(jié)省人力、財力和時間。 本文采用數值模擬方法，對不同坡度和粗糙度的明渠流進行研究，主要的研究工作和成果有： 1．對明渠流的研究現狀，以及湍流模擬和自由

2、表面追蹤技術的發(fā)展作了比較全面的回顧和展望。 2．選用RNGk-ε雙方程湍流模型，并引入水氣兩相流的VOF模型，利用幾何重建格式迭代生成自由水面，對計算區(qū)域進行結構化網格劃分，采用有限體積法離散方程，選擇SIMPLEC方法對壓力場和速度場進行耦合計算，建立了明渠流的數值模型。 3．二維模型的水入口分別采用常數流速分布和對數流速分布，模擬結果表明，水入口采用對數流速分布，可以有效地縮短水流從入口到形成完全發(fā)展湍流的過渡段長