基于惯性耗散法的峡口岬角地形能耗分析

来源：水资源与水工程学报杂志2016年第2期北京时间：

作者：倪培桐，陈卓英

单位：1.广东省水利水电科学研究院,2.广东省水动力学应用研究重点实验室,3.河口水利技术国家地方联合工程实验室

摘要：珠江河口峡口岬角地形（或者称“门”）是珠江河口典型的高能耗区，研究其消能机制，对于解释珠江河口宏观动力现象，提高对河口动力过程的认识有重要意义。本文设计了峡口岬角局部突变地形的湍流能耗特性物理模型试验，采用SonTek 16MHz ADV采集了高频流速数据，统计了时均流速及湍流特征量。利用“惯性耗散法”计算了峡口岬角突变地形与明渠水流的湍流动能耗率。峡口岬角地形的突变特征产生明显的形态阻力，本文试验工况引起的紊动强度量值是明渠的2倍到10多倍，湍流剪切应力较明渠水流大近2个数量级，湍流动能是明渠水流的40多倍，湍流动能耗散率比明渠水流湍流动能耗散率大2～3个数量级。从湍流局部平衡及能量传递理论看，峡口局部形态阻力导致时均流速的空间梯度、切应力增大及形成大量更小尺度的涡是湍流能耗率增加2~3个量级的重要原因。

关键词：峡口地形,湍流能耗,物理模型试验,惯性耗散法

基金资助：广东水利科技创新项目(2016-12)