波浪条件下悬移质泥沙分布特性的数值模拟研究  被引量:1

Numerical Simulation of Suspended Load Distribution Under Wave Conditions

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作  者:刘涛[1] 韩迅 邓振辰 Liu Tao;Han Xun;Deng Zhenchen(State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering,Chengdu,China;China Renewable Energy Engineering Institute,Beijing,China)

机构地区:[1]四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川成都 [2]水电水利规划设计总院,北京

出  处:《科学技术创新》2023年第2期50-53,共4页Scientific and Technological Innovation

基  金:国家自然科学基金青年项目《淹没透水丁坝周围三维水沙运动及致损机理研究》;项目编号:51909179;四川省科技厅项目《山区河流暴雨洪水过程泥沙污染物耦合迁移规律及环境影响效应研究》;项目编号:2021YFH0044。

摘  要:在近海区域,波浪是引起掀沙的常见动力因素,而泥沙的运动又对海岸工程具有较强的参考价值,所以对波浪条件下悬移质泥沙分布特性开展数值模拟具有重要的现实意义。引入三维水动力学代码求解Navier-Stokes(NS)方程,采用流体体积法(VOF)捕捉自由水面运动,在悬沙运动模拟中,求解浓度扩散方程,并利用Van Rijn实验分析得出的经验泥沙扩散系数,较好地解决了泥沙扩散系数的难确定性问题,充分考虑非恒定流条件下对流与扩散的混合模式,实现波浪条件下悬移质泥沙分布特性的数值模拟。Waves are common dynamic factors for sediment incipient motion in the offshore area, and sediment transport is a key factor for the coastal engineering application. Numerical simulation of the distribution of suspended sediment under the wave condition is of practical value. A 3D hydrodynamic code was introduced to solve the Navier-Stokes(NS) equations, and the Volume of Fluid(VOF) was used to capture the free water surface motion, the advection-diffusion equation was employed to simulate suspended sediment motion. The empirical sediment diffusion coefficient obtained from Van Rijn’s experiments is employed, resulting in the easier determination of sediment diffusion coefficient, while the mixed mode of convection and diffusion under unsteady flow condition is applied, leading to the accurate simulation of sediment suspension under the wave condition.

关 键 词:数值模拟 悬移质泥沙 波浪条件 NS方程 泥沙扩散系数 

分 类 号:TV148.5[水利工程—水力学及河流动力学]

 

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