【摘 要】
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在河流、河口及港口地带，几乎都存在着弯道，研究弯道水流的特性对河流工程的建设与运行、港口的建设、河道的防洪设计、桥梁的规划设计、流域的长远规划以及改善河道的通航运行
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在河流、河口及港口地带，几乎都存在着弯道，研究弯道水流的特性对河流工程的建设与运行、港口的建设、河道的防洪设计、桥梁的规划设计、流域的长远规划以及改善河道的通航运行等都具有极其重要的意义。本文利用物理模型试验和数值模拟计算结合的方法，对U形弯道水流特性进行了研究。物理模型试验方面，通过自动水位测量系统及流速测量系统研究U形水槽弯道段的水位及流速变化情况；数值模拟计算方面，运用MIKE3软件并结合物理模型试验，建立一个与物理模型相同尺寸的三维水流数学模型，用物理模型试验所测得的水位和流速资料对模型进行验证，模型计算的水位和流速与试验结果拟合较好，说明该三维水流数值模型可以用于弯道水流特性的数值模拟研究。结果表明：（1）水流由直段进入弯道后，凹岸处的水位抬升，凸岸处的水位下降，凹凸岸间的水位差值呈现出先增大后减小的趋势。流量的增加使得凹凸岸间的水位差值均增大；水位的抬升使得凹凸岸间的水位差值均减小。（2）在U形弯道内，流速进行了重新分布，主流线由凸岸逐渐偏向凹岸。（3）在底层，水流在流经U形弯道时其主流向偏向凸岸；在中层，水流在流经U形弯道时其主流向与边界趋于平行；在表层，水流在流经U形弯道时其主流向偏向凹岸。（4）x、y方向上的流速在垂向上均表现为底层往表层依次增大。z方向上的流速在垂向上表现为：在凸岸处中层z方向上的流速大于底层及表层z方向上的流速；而在凹岸处中层z方向上的流速小于底层及表层z方向上的流速。（5）在出口处水位不变的情况下，随着流量的增加，弯道内底层、中层和表层处凹凸岸间x、y、z方向上的流速差值均有所增大。（6）在进口处流量不变的情况下，随着水位的抬升，弯道内底层、中层和表层处凹凸岸间x、y方向上的流速差值均有所减小；底层和表层处凹凸岸间z方向上的流速差值减小，中层处凹凸岸间z方向上的流速差值则增大。
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