丁坝长度对弯道水力特性影响的数值模拟研究

来源：水资源与水工程学报杂志2019年第1期北京时间：

作者：张岩，吴伊平，崔鹏义，黄远东，张红武

单位：1.上海理工大学环境与建筑学院,2.清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室

摘要：于河道弯折处设置丁坝后，其水流特征显著改变，为探究该问题，采用 RNG k-ε 湍流模型及VOF模型对60°弯道内的单丁坝绕流进行了三维数值模拟，模拟中分别计算了设置3种丁坝的工况 (模型单丁坝的长度分别为0.15、0.25、0.35m)。基于数值计算的结果，重点对弯道流场结构、断面流速分布、湍流特征参数和液面特性等进行了分析探讨。研究表明：水流流经无丁坝的弯道，会对凹岸产生冲刷，凸岸造成淤积；丁坝的布设，加剧了凹、凸两岸的流速不均匀性，削弱了对凹岸的冲刷，调整了水面横比降；当丁坝长度增长，混流区的尺度变大，流体湍动能以及湍流黏度的强度和作用范围随之变大；在坝后流动分离区域，湍动能呈现最大值，在坝后旋涡中心区域，湍流黏度呈现最大值。

关键词：河流弯道,丁坝,数值模拟,RNG k-ε 湍流模型,VOF模型

基金资助：国家重点研发计划项目（2016YFC0402504）