基于k-ε湍流模型的结构物水流中跌落过程数值分析

• 作 者: 王永虎 林天龙
• 机 构: 重庆交通大学航空学院,中国民航飞行学院飞行技术学院
• 出 处: 重庆交通大学学报:自然科学版
• 发表日期: 2019年2期
• 关键词: 载运工具工程 可实现的k-ε模型 有限体积法 VOF方法 明渠模型 误差分析 carrier engineering the realizable k-ε vi
• 基金项目: 国家自然科学基金民航联合基金项目(U1333133),中国民航飞行学院科研基金面上项目(J2014-04),国家自然科学基金民航联合基金重点资助项目(U173320010),中国民用航空飞行学院研究生创新项目(X2016-27).

为了深入研究结构物水流跌落轨迹以及水底散布问题,针对结构物水流跌落现象,建立了三维圆柱体水流中跌落模型,采用了可实现的k-ε湍流模型,运用VOF法、明渠模型、动网格与六自由度模型对圆柱体在水流中跌落进行模拟仿真。对结构物跌落过程的竖直和水平方向速度进行了定量分析,分析结果表明:在脱离空穴时圆柱体受水流的作用力最大。分别将结构物跌落现象和轨迹与跌落实验进行对比,通过误差分析进一步确认仿真数据与实验结果基本吻合,给出圆柱体水中跌落轨迹拟合方程,为结构物跌落运动学分析和水底散布打捞等提供一定的参考依据。