层流—紊流共存流场中岩溶裂隙网络演化过程的数值模拟方法   总被引：2，自引：2，他引：0  

高阳  邱振忠  于青春 《中国岩溶》2019,38(6):831-838

研究岩溶水系统的演化过程对许多资源与环境问题有着重要意义。岩溶地区水资源、油气资源的预测与开发、水土流失成因及防治等课题都与此密切相关。岩溶管道是地下水对裂隙的逐渐溶蚀扩展形成的,岩溶演化初期,所有裂隙宽度不大,流场整体成层流状态。随着溶蚀的进行,一部分裂隙优先扩大使其中的水流进入紊流状态,而另一部分裂隙中水流仍呈层流状态。文章提出一种数值方法,能够模拟层流-紊流共存流场的岩溶演化过程。利用蒙特卡洛(Monte-Carlo)方法模拟初始裂隙网络,通过非连续介质方法模拟裂隙网络中的渗流。裂隙扩展的速度通过岩石表面溶蚀速度经验公式计算,使用迭代方法求解层流-紊流共存条件下的水头非线性方程。构建了能够利用解析法求解的模型,把数值解和解析解的结果进行对比,验证了本研究的数值法及软件的可行性。   相似文献   

固壁紊流流速分布指数型公式和阻力规律——(Ⅱ)过渡区   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

肖勇  金忠青 《水科学进展》1999,10(1):64-68

基于相似理论中的不完全自相似假设,研究了固壁紊流流速分布的结构型式。通过对壁面紊流结构的分析,进而给出了固壁紊流包括光滑区、过渡区和粗糙区在内的统一的指数型流速分布公式和阻力规律,并用尼库拉兹的实验资料作了验证。  相似文献   

雷诺数对藻类垂向分布特性的影响   总被引：1，自引：1，他引：0  

安强  龙天渝  刘春静  雷雨  李哲 《湖泊科学》2012,24(5):717-722

为研究紊流水体中藻类的垂向分布特性,依据三峡水库次级河流回水段的水动力状况,自行设计了水流实验装置,选取次级河流回水区水华高发时段的气候状况和营养盐水平为实验条件,研究了雷诺数对蓝藻、绿藻和硅藻垂向分布的影响以及雷诺数对不同水深处藻类的悬浮和聚集行为的作用.研究结果表明:在水温为20℃、光照强度为5000 lx的富营养水体中,当断面平均流速在0～0.005 m/s、雷诺数在0～1750时,蓝藻主要悬浮聚集在0.2～0.8 m的表层水体中;而当断面平均流速在0.1～0.5 m/s、雷诺数在35000～175000时,硅藻主要悬浮聚集在0.2～0.8 m的表层水体中;与蓝藻和硅藻相比,绿藻适宜的雷诺数范围更宽,当断面平均流速在0～0.05 m/s、雷诺数在0～17500时,绝大部分的绿藻都能悬浮聚集在0.2～0.8 m的表层水体中.  相似文献   

几种紊流模型在底坎紊流分离流计算中的对比          下载免费PDF全文

鲁俊  王玲玲 《水科学进展》2009,20(2):255-260

利用标准模型κ-ε、重整群κ-ε模型和v2f三种不同的紊流模型,在同位网格系统基础上,采用了有限控制体积离散方程,数值模拟了底坎所形成紊流分离流。计算结果表明,所选用的3种模型虽大致都能模拟出底坎分离流的流动特性,如前后角涡、回流型态等,但在主涡心位置、回流长度、水头损失和流速分布等方面3种模型计算结果有所差异,其中v2f模型所计算的结果同试验和大涡模拟的结果值更趋一致。结果表明,v2f模型具有更精确模拟底坎所形成的紊流分离流方面的优势。  相似文献   

三棱柱形网格下自由表面流的三维数值模拟   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

王昆  金生  马志强  高述峰 《水科学进展》2009,20(4):490-494

为了模拟自由表面流动问题,建立了基于三棱柱形网格的三维Navier-Stokes方程的半隐式动压离散模型。出流边界采用在动量方程右端附加线性衰减项的海绵层处理方式来消减波能。引入k-ε双方程紊流模型求解涡黏性系数,使方程达到封闭。用规则周期波通过淹没障碍物的传播变形和复合明渠流动算例,验证了当遇到短波高频问题时,所述模型模拟结果与测量值吻合良好,体现了模型的精确性和有效性。  相似文献   

明渠恒定紊流的总流控制方程与能量损失特性   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

赵潜宜  刘士和  廖伟坚 《水科学进展》1990,31(2):270-277

为进一步深化对明渠总流控制方程的认识,探究总流能量损失的构成与分布特点,通过理论分析,在黏性流体力学理论的框架下构建了描述明渠恒定紊流总体特性的总流积分模型与总流微分模型的控制方程,其模型参数能直接通过流动统计特征量在过流断面上的分布来获取,由此实现明渠流的流场特性描述与总流描述的统一,并得到了总流能量损失的显示表达式。同时指出,总流能量损失由黏性耗散与维持紊动两部分构成,在矩形明渠恒定均匀流紊流的分类能量损失构成中,壁面上以黏性耗散部分为主,维持紊动部分的能量损失密度随着离开壁面距离的增加而快速增加,且随着雷诺数的增大,其增加速度也越快。  相似文献   

科学家首次记录到大西洋海岭的紊流现象     

《海洋世界》2007,(9):5-5

科学家们发现，在美国纽约和葡萄牙之间低于海平面1．6千米的地方，海水从海岭问急速流过，并产生了500万瓦特的巨大能量，此现象以前只存在于海底。自此，科学家第一次记录到大西洋中脊的紊流现象，也首次证明了海岭中形成的旋涡能使大西洋暖流和冷流混合。[第一段]  相似文献   

沉水植被斑块尾流多尺度紊流结构研究     

张维乐  吴时强  吴修锋  薛万云  王芳芳  张宇  於思瀚 《水科学进展》2023,(6):913-927

探究斑块尾流中多尺度紊流结构对理解植被群落影响下的泥沙输移规律和河床演化过程有着重要意义。通过室内水槽试验,分析不同高径比及植被体积分数影响下的斑块后水流特性,得到时均流速及雷诺应力分布规律;通过谱本征正交分解对其脉动场进行分析,探究不同尺度涡的空间模态及能量分布规律。研究结果表明：(1)冠层垂向剪切层内剪切强度及其最大量纲一剪切层垂向厚度随着植被体积分数增大而增大,随着高径比增大而减小。(2)斑块尾流中,大尺度涡旋对应频率集中在0.15～0.29 Hz,对应斯特劳哈尔数为0.16～0.32,垂向分布介于0.2～1.3倍植被高度,纵向分布介于2～6倍斑块直径,横向关于植被中心线呈现出非对称分布。(3)纵向出流流速及剪切层内紊动强度是影响稳定尾流区长度的重要因素。剪切层纵向输运速度随着纵向出流流速增大而增大,剪切层垂向扩散速度随着紊动强度的增大而增大。  相似文献   

固壁紊流流速分布指数型公式和阻力规律——(Ⅰ)粗糙区   总被引：3，自引：1，他引：3       下载免费PDF全文

肖勇  金忠青 《水科学进展》1997,8(2):148-153

基于相似理论中的不完全自相似假设,研究了粗糙区紊流流速分布的结构形式,通过对尼库拉兹粗糙管水流试验资料的分析,进而给出了粗糙区紊流新的指数型流速分布公式,在此基础上,探讨了管道和明渠的阻力规律。  相似文献   

顺直河流横向紊动扩散系数   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

郑旭荣  邓志强  申继红 《水科学进展》2002,13(6):670-674

利用垂直紊动扩散系数及水利几何形态关系,借助于抛物线型断面形态方程,提出了顺直河道中局部水深沿横断面的分布,在此基础上确定了横向紊动扩散系数的断面分布及其平均值表达式,阐明了无量纲横向紊流扩散系数间的关系,计算的断面平均横向紊动扩散系数与138组试验资料吻合良好。比较结果表明,建立的顺直河道横向紊流扩散系数计算公式能给出与实测值最接近的预测值。与现有的其它横向紊流扩散系数计算公式相比,其公式在理论上更加合理,机理上更加清楚,并且具有最小的预测误差。  相似文献