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长江与嘉陵江交汇口交汇水域,水流相互顶托,水势复杂多变,影响航运安全。因此,有必要对朝天门交汇口水力特性进行研究。本文在系统分析水流数学模型的发展历史和研究现状的基础上,采用SMS和Fluent计算流体力学软件,建立二维及三维水流数学模型,着重研究了交汇口水域的水力特性,主要研究成果如下:(1)利用所建立的二维模型对该汇流河段进行计算分析发现,交汇口上游干支流水面坡降主要受制于干支流汇流比,汇流比减小引起干流水面坡降减小,支流水面坡降增大;汇流掺混区水面比降与干流流量成正比,与干支流汇流比成反比;随着汇流比增大,在汇流口下游断面,干流侧水位逐渐降低,支流侧水位逐渐升高,两江交汇点位置逐步靠近朝天门沙嘴,水流分界线向嘉陵江侧靠近;(2)对三维断面流速分布图进行分析可知,分离区形状为中间层大,而近底层及表层分离区范围小。随着汇流比增大,分离区的形状几乎不发生改变,但分离区尺度相应变小;交汇口整个过流断面充满逆时针转动的二次流;(3)分析断面螺旋分布图得出,在交汇口处呈现明显的正螺旋度和负螺旋度,负值中心靠近支流侧,正值中心靠近干流侧;随着汇流比增大,最大正螺旋度总体呈减小趋势,最大负螺旋度先减小然后有少许增大,而出现的位置没有明显变化;(4)随汇流比增加,同一断面处的最大能量总体上呈减少趋势;汇流比一定时,断面最大能量值沿程呈减小趋势,断面最小能量先减小再逐渐增大。