桥墩水流特性大涡模拟研究

摘要：

采用大涡模拟(LES)数学模型对河道中单个桥墩及3个桥墩条件下的水流运动进行数值模拟.计算结果与试验结果吻合良好.对计算得到的墩前及墩后流速变化、水位变化、剪应力分布、涡量变化及频谱进行分析,基于以上分析发现:桥墩间距较窄时(s/D=2),墩前不同位置(0＞x/D＞-5)处的垂向流速绝对值丨U,丨大于其他工况条件下相同位置处的流速,而在墩前x/D＜-5区域,各计算工况条件下的垂向流速Uz基本为零,不受桥墩阻流的影响,两侧桥墩叠加效应最明显,跌水达最大值;桥墩间距较大时(s/D＞5),中心桥墩两侧的桥墩对中心桥墩尾流区的干扰减弱,叠加效应可以忽略.桥墩间距较窄时(s/D=2)墩后x=0.5D处计算得到的涡漩特征长度与桥墩直径基本相同,该处涡漩主要由单个桥墩的尾流产生,而桥墩后x=5D处的涡漩特征长度与3倍的桥墩直径一致,中心桥墩后x=5D处的涡漩由3个桥墩叠加产生.

关键词：多桥墩、大涡模拟(LES)、剪应力、涡量、频谱分析

分类号：TV133(水利工程基础科学)

资助基金：国家水体污染控制与治理科技重大专项项目2012ZX07506-003-04;国家自然科学基金资助项目51379128;国家自然科学青年基金资助项目51409165

在线出版日期：2016-10-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：18-26