小角度明渠交匯水流三維水力特性研究.pdf

1、水流交匯問題廣泛存在于自然界和實(shí)際工程中，比如河流交匯、施工導(dǎo)流、地下排水系統(tǒng)等。交匯處的水力特性對(duì)河道泥沙輸移，污染物擴(kuò)散等具有重要影響。且交匯處水流的水力特性隨交匯角度的變化而變化，在實(shí)際工程中存在很多小角度交匯情況，比如地下管網(wǎng)、施工導(dǎo)流下游入?yún)R主河道等，所以對(duì)小角度交匯水流的研究是具有重要價(jià)值的。
　　本文通過對(duì)大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料的閱讀，研究分析了大角度交匯水流的三維水力特性，提出了研究課題，確定交匯水流試驗(yàn)的研究方法，明

2、確了研究?jī)?nèi)容。建立交匯角為30°的水槽試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并確定試驗(yàn)測(cè)試方法。首先在建立的物理模型上進(jìn)行了明槽水流試驗(yàn)，對(duì)其最大流速位置和流速分布進(jìn)行研究分析，試驗(yàn)結(jié)果表明了水槽的精確度，其精度可以滿足交匯試驗(yàn)。然后再進(jìn)行交匯角30°條件下的交匯水流試驗(yàn)，對(duì)其交匯口及下游的流速場(chǎng)、紊動(dòng)場(chǎng)及分離區(qū)進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明其滯留區(qū)水位壅高，分離區(qū)水位較低，水面呈現(xiàn)出極度不規(guī)則的扭曲面，回流現(xiàn)象比較明顯。其流速縱向上是先增大后減小，橫向上流速分布在交匯前

3、是從右往左逐漸變大的，交匯口先是從右往左逐漸變大，在靠近交匯口位置流速突然變小，交匯口下游是中間大兩邊小。紊動(dòng)大小縱向上在交匯口和分離區(qū)出現(xiàn)兩次峰值，橫向上的規(guī)律在交匯口位置和流速相反，下游是左邊大右邊小。由于物理試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒粎R角的角度不可以改變，在物理試驗(yàn)的基礎(chǔ)上引入數(shù)值模擬方法，借助其簡(jiǎn)便、高效定量分析交匯水流三維水力特性。計(jì)算網(wǎng)格采用六面體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，用有限體積法離散控制方程組，用SIMPLEC算法對(duì)壓力-速度場(chǎng)求解。在這些基礎(chǔ)上，首