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二次流对微弯河段水沙输移影响的数值模拟研究
  • ISSN号:0468-155X
  • 期刊名称:《泥沙研究》
  • 时间:0
  • 分类:O242.1[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072, [2]长江水利委员会水文局,湖北武汉430010
  • 相关基金::国家自然科学基金项目(51079103);国家重点基础研究发展规划(973)资助项目(2012CB417001)
中文摘要:

二次流运动是影响弯道内流速、含沙量分布及河床冲淤变形的重要因素。以往二维数学模型很少考虑二次流运动对水沙输移的影响。本文采用Delft3D模型的二维计算模块,通过在水沙输移方程中添加附加应力项来考虑二次流运动的影响,计算了不同流量级时荆江沙市微弯河段的水沙要素分布,并用实测流速和含沙量资料验证了模型的可靠性。在此基础上,详细分析了二次流运动对流速、含沙量分布的影响,以及上游来流量大小与二次流对水沙输移影响程度的关系。最后对水流运动方程中的二次流附加应力项、水面比降项及阻力项的大小进行了量级分析。这些计算结果表明:二次流对水沙输移的影响程度随着来流量的增加而增大,但在微弯河段其影响程度很小。

英文摘要:

The secondary flow is an important factor that affects the distributions of velocity and sediment, and morphological evolution in meandering reaches. However, previous two-dimensional (2D) mathematical mod- els can not account for the effect. In this study, the 2D calculation module of the Delft3D software is used to simulate the distributions of flow and sediment factors under different incoming discharges in the Shashi reach with a slight curvature in the Upper Jingjiang River, because it can account for the effect of secondary flow through the introduction of additional stress terms in the governing equations. The model's capacity is validated using the measured data of flow velocity and sediment concentration in this reach. The effects of secondary flow on the distributions of flow and sediment factors are then investigated in detail, as well as the relationship between the magnitude of incoming discharge and the influencing degree of secondary flow on the transport of flow and sediment. Order analysis for the specified terms in the flow governing equations are conducted using the model results, including the additional stress for secondary flow, water surface slope, and bed roughness, which indicate that the influencing degree of secondary flow on the transport of flow and sediment would enhance with the increase of incoming discharge, but the effect could be neglectable in a slightly curved reach.

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期刊信息
  • 《泥沙研究》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会
  • 主编:杜国翰
  • 地址:北京车公庄西路20号中国水利水电科学研究院
  • 邮编:100048
  • 邮箱:nsyj@jwhr.com
  • 电话:010-68786628
  • 国际标准刊号:ISSN:0468-155X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2532/TV
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1992年荣获中国科协优秀学术期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:7325