单雨滴降落速度变化数值模拟

来源：水资源与水工程学报杂志2018年第2期北京时间：

作者：郭慧杰，孙三祥，王文

单位：（1.兰州交通大学环境与市政工程学院,2.兰州交通大学寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心

摘要：为了有效分析雨滴终速对土壤的溅蚀作用，利用Ansys/Fluent软件和VOF模型对雨滴进行自由跟踪，结合雨滴和薄层水混合模拟分析了雨滴降落过程中的速度变化和雨滴降落到水面的速度、雨滴直径和降落高度的关系，根据相关文献资料验证了模拟结果。结果表明：雨滴以相同直径下落时，随高度的增大，雨滴入水直径总体呈变小趋势，降落高度为15~20 m时，雨滴直径减小到原来的40%；在相同高度的条件下，随着雨滴直径的增大，雨滴入水直径呈增大趋势，当雨滴初始直径由3 mm增大至4 mm时，则入水雨滴直径增大20%；雨滴直径在2~4 mm范围内，当水层厚度达到2.5cm时，雨滴的打击力消失。

关键词：雨滴降落,VOF,Ansys/Fluent,单雨滴,雨滴直径