钱塘江涌潮作用下三维流场的数值模拟研究

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钱塘江是浙江省第一大河,其下游杭州湾呈喇叭形与东海相连,是典型的强潮河口。其壮观的涌潮潮景给人们带来了丰富的旅游资源的同时,也带来了如咸潮、污染物扩散等各种灾害,直接关系到沿岸流域内居民生活及生产用水的安全。因此,研究钱塘江涌潮条件下河道内的三维流场特性,为正确采取防治措施,有效保障钱塘江沿岸居民的用水安全提供理论指导,具有非常重要的理论和现实意义。本文以钱塘江闻堰至仓前河段为研究对象,依据实测的三维地形数据建立三维几何模型,以上游径流量和下游实测潮位作为边界条件,采用VOF模型追踪模拟水流自由表面,对钱塘江涌潮进行了三维数值模拟,并对几个固定监测点的潮位过程进行周期性追踪,结果显示,计算水位与实测数据符合得较好,河道内流场分布基本符合实际分布规律,表明本文采用的模型可以较好的模拟涌潮条件下河道内流场和潮位的变化。分别对不同径流量、不同潮流量条件下河道内的潮流场进行数值模拟计算。结果表明:受局部特定床底地形条件的影响,不同径、潮流作用下的流场各自呈现出比较明显的三维特征;同时还探讨了不同径流量、不同潮流量下河道内流场的变化规律。
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