窝崩具有时间短、破坏大的特点,在我国河流中较为普遍突出。大量研究表明,窝崩过程的主要影响因素是水动力学条件,特别是伴随窝塘所产生的次生流剪切应力和紊动应力。但是,目前尚无关于二者作用机理的力学研究。项目拟建立可精确计算水流紊动和边壁切应力的崩岸三维数学模型。模型利用大涡模拟,可准确计算涡崩过程水流的紊动相干结构;利用数值单元切割法,可准确追踪拟合窝崩过程滩岸的动态变化过程,从而可以准确计算崩岸过程的剪切应力。利用窝塘紊动玻璃实验水槽和窝崩概化水槽实验,对数学模型进行了参数率定和验证。在模型验证合理的基础上,对不同控制节点和水流条件下窝崩过程进行模拟,研究窝崩过程中的详细作用机理,给出不同条件下窝崩演化趋势以及最佳抛石防治措施。
英文主题词hydrodynamics;Ω-shaped bank collapse;mathematic model;immersed boundary method;