基于气液两相流的冲泻区水动力数值研究
冲泻区(Swash zone)作为海滩的一部分，经常受到波浪破碎后冲溅的上冲流和回卷流的覆盖和暴露。基于三维非稳态的Navier-Stokes方程,耦合大涡模拟技术,采用有限体积法进行数值离散,在构造高分辨率STACS格式的VOF方法的基础上,建立基于气液两相流的三维自由面流动模型.应用该模型数值研究冲泻区内涌波(bore)在均匀斜坡上的动态传播过程.对上爬水流自由面水位高度与实验数值进行对比,结果显示数值解与实验解吻合较好,模型能很好描述水流的掺气运动.数值分析了涌波崩塌(Bore Collapse)、上冲流(Uprush)和回落流(Backwash)等过程中的自由水面、瞬时流速的时空分布特征,结果表明,冲泻区水动力结构时空变化非常复杂,模型能捕捉到高速薄层水流(Sheet Flow)中的小尺度涡动结构,有利于进一步了解岸滩的演变机制.
海滩 冲泻区 水动力环境 数值模拟 气液两相流
邓斌 蒋昌波 汤寒松 隆院男 王刚
长沙理工大学,湖南长沙410004;湖南省水沙科学与水灾害防治重点实验室,湖南长沙410004 长沙理工大学,湖南长沙410004;纽约城市大学土木工程学院,美国纽约10031 长沙理工大学,湖南长沙410004
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2013-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）