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格子Boltzmann方法在含挺水植被河道水流数值模拟中的应用研究
  • ISSN号:1000-1379
  • 期刊名称:《人民黄河》
  • 时间:0
  • 分类:O35[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]北方民族大学数学与信息科学学院,宁夏银川750021, [2]北方民族大学数值计算与工程应用研究所,宁夏银川750021
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(11361002); 北方民族大学校级科研项目(2014XB211);北方民族大学研究生创新项目(YCX1682)
中文摘要:

河道中水生植物的存在会影响其水流结构,从而对河床冲淤、航运、防汛工程等产生严重影响。采用格子Boltzmann方法对具有刚性植物的实验室水槽水流结构进行了二维数值模拟研究。在数值模拟中,使用Boltzmann-BGK模型中的D2Q9模型,固壁边界采用反弹边界处理方式。在水槽中,按植被排列方式不同分4种典型工况,分别进行了数值模拟,对水流流速及涡旋结构进行了分析比较,得到了植被按稀疏平行、稠密平行、稀疏交错、稠密交错等4种排列方式下水流断面流速分布及涡漩结构。研究结果对河道治理、河道生态环境建设等领域有一定的工程应用价值。

英文摘要:

River vegetation can affect the flow structure. As a result, it can severely affect the river bed scour and deposition, navigation, flood control engineering, etc. In this paper, the lattice Boltzmann method is used for the 2D numerical simulation of the flow structure in an open channel with rigid vegetation. In the numerical simulation, the D2Q9 model in the Boltzmann-BGK is applied, and the bound back is used for the solid boundary condition. In a laboratory flume, numerical simulations are conducted by four typical cases according to different arrangement of the plants in the channel to study the flow velocity and vortex structure. Flow velocity distribution at some typical cross sections and vortex structure is obtained for four different vegetation arrangements, i.e. sparse and parallel, dense and parallel, sparse and staggered,dense and staggered. The research results have certain engineering application value in the field of river regulation, river environment construction, etc.

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期刊信息
  • 《人民黄河》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国水利部
  • 主办单位:水利部黄河水利委员会
  • 主编:薛松贵
  • 地址:郑州市金水路11号
  • 邮编:450003
  • 邮箱:rmhh2010@163.com
  • 电话:0371-66022409
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1379
  • 国内统一刊号:ISSN:41-1128/TV
  • 邮发代号:36-146
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,全国水利系统优秀期刊、河南省优秀期刊,中国期刊方阵双效期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),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:15119