耦合VOF的非线性k-ε模型三维溃坝数值模拟  被引量:8

3-D numerical simulation of dam-break flow based on VOF method with nonlinear k-ε turbulent model

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作  者:丁伟业 金生[1] 艾丛芳[1] 

机构地区:[1]大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连116024

出  处:《水道港口》2017年第5期489-494,共6页Journal of Waterway and Harbor

基  金:国家自然科学基金项目(51309052;51479022);中央高校基本科研业务费专项基金(DUT15LK01);辽宁省教育厅重点实验室基础研究项目(LZ2015012)

摘  要:溃坝是一种伴随有巨大破坏力的灾害性的水流现象。三维溃坝的数值模拟能够为溃坝水流的研究分析提供科学的依据。针对瞬间全溃模型水流的复杂性,考虑水库下游障碍物的滞水及阻水作用,利用开源程序OpenFOAM建立了耦合VOF对流方程的三维非线性(NL)k-ε紊流数学模型求解雷诺时均纳维斯托克斯方程。采用有限体积法进行离散,利用PISO算法进行数值求解。通过模拟下游为三角形障碍物、矩形障碍物以及90°弯道的溃坝实验,并将模拟结果与实验结果进行对比分析,初步证明了该模型的准确性和鲁棒性。Dam break is a kind of disastrous water phenomenon with great destructive power. 3-D numerical model can provide scientific basis for dam-break flow research and analysis. In view of the complexity of the instantaneous total dam-break flow model, considering the stagnant water and water blocking of the obstacle in the down- stream of the reservoir, a 3-D NLk-ε turbulence model coupled with the VOF method in OpenFOAM was estab- lished to solve the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations. The PISO algorithm was utilized for the pressurevelocity coupling and the equations were discretized using the finite volume method. The accuracy and robustness of the model has been tested comparing with the laboratory experiments of dam-break flow over a triangle obstacle, rectangle obstacle and 90 degree channel in this paper.

关 键 词:VOF法 NLk-ε模型 溃坝 OPENFOAM 三维数值模拟 

分 类 号:TV122[水利工程—水文学及水资源]

 

参考文献:

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