【摘 要】
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针对泵站前池内的水沙流动,基于格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method,LBM)和大涡模拟LES(Large Eddy Simulation)思想,本文建立了二维浅水LBM-BGK模型和泥沙数学模型的联合计算模式,进行了水沙流的数值模拟研究.介绍LBM-BGK(Bhatnagar Gross Krook)模型采用了LES的亚格子尺度应力SGS (Sub-Grid
【机 构】
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中国农业大学水利与土木工程学院,北京 100083
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针对泵站前池内的水沙流动,基于格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method,LBM)和大涡模拟LES(Large Eddy Simulation)思想,本文建立了二维浅水LBM-BGK模型和泥沙数学模型的联合计算模式,进行了水沙流的数值模拟研究.介绍LBM-BGK(Bhatnagar Gross Krook)模型采用了LES的亚格子尺度应力SGS (Sub-Grid-Scale Stress)模式来模拟二维浅水方程,宏观二维平面泥沙数学模型包括悬沙输运方程、河床变形方程、水流的挟沙力公式等.水流与悬沙之间的求解方法采用非耦合解模式,即先求解出水流运动控制方程,再求解泥沙输运方程,推求前池底部的冲淤变化.最后,成功地模拟了泵站前池水沙流的流速分布、水深变化和旋涡的位置和尺寸,以及泥沙的冲淤变化,流速计算结果与实验结果比较吻合.计算结果表明,此联合计算模式在一定程度上客观地、较好地重演了前池内水流的基本流态以及泥沙的冲淤变化,从而可为泵站前池的设计和改造工程提供技术参考和理论指导.
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