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《南京水利科学研究院》 2002年
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三维紊流泥沙数学模型及其应用

陆永军  
【摘要】: 目前,紊流模型已被广泛应用于各种工程问题的水流计算,其中,K—ε双方程模型,以其有效性和精度,使用最为普遍。然而,由于它假定紊动粘滞性是各向同性的,在一些复杂的紊流运动计算中其应用受到限制。近年来,窦国仁发表了“紊流随机理论”,提出了新的各向异性紊动的Reynolds应力表达式,并改进了壁面律公式。这一理论具有广阔的应用前景。 本文在作者以往建立的二维紊流泥沙数学模型(2DTSM)基础上,根据窦国仁的紊流随机理论,建立了三维紊流泥沙数学模型。主要内容如下: (1)开发了基于K—ε紊流模型的三维水流数值计算程序,并用于明渠丁坝绕流的流场计算。 (2)根据窦国仁的紊流随机理论,导出了各向异性紊流的Reynolds应力的数值格式,从而开发了基于紊流随机模型的三维水流计算程序,运用该程序计算了航槽内的三维流场,得到的结果与水槽试验资料吻合良好。 (3)在三维紊流模型的基础上,给出了描述三维悬沙运动及床沙级配的控制方程,建立了三维紊流泥沙数学模型(3DTSM)。用水槽冲淤试验含沙量沿垂线分布资料及葛洲坝水利枢纽建库前后水沙资料对该模型进行了检验,结果基本一致。 (4)将所建的三维紊流泥沙数学模型应用于三峡工程坝区泥沙冲淤问题的研究,预测了三峡工程建成后坝区上游河段泥沙冲淤发展过程及其分布、河床淤积物级配组成及不同时期、不同高程的流场、含沙场等,计算结果与清华大学、长江科学院、南京水利科学研究院物理模型试验值比较接近。
【学位授予单位】:南京水利科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TV149

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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2 陈小莉;马吉明;;桥台局部冲刷坑内水流运动的三维数值模拟[J];水动力学研究与进展A辑;2007年06期
3 崔占峰;张小峰;冯小香;;丁坝冲刷的三维紊流模拟研究[J];水动力学研究与进展A辑;2008年01期
4 假冬冬;邵学军;周刚;王博;;弯道三维水沙数值模拟中推移质输移方向的选取[J];水动力学研究与进展A辑;2008年05期
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3 张蔚;河网与河口地区耦合模型的研究及应用[D];河海大学;2006年
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8 张书进;压裂管柱内固液两相流动特性及磨损机理研究[D];大庆石油学院;2010年
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7 徐华;潮汐河工模型三角块梅花形加糙试验研究及其应用[D];南京水利科学研究院;2006年
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【参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 马健;纯射流在非恒定横流中的流动特性研究[D];浙江大学;2006年
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【共引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
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9 周远方;大南川水库溃坝的数值模拟研究[D];长沙理工大学;2010年
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【同被引文献】
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2 杨沛;李天宏;毛小苓;;基于PESR模型的深圳河流域生态风险分析[J];北京大学学报(自然科学版);2011年04期
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8 严以新 ,高进 ,茅丽华 ,郑金海;Calculation of Diversion Ratio of the North Channel in the Yangtze Estuary[J];China Ocean Engineering;2000年04期
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1 王海云;戴光清;杨永全;刘超;杨庆;;高水头泄水建筑物掺气坎体型研究[A];2008中国水力发电论文集[C];2008年
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7 周新民;水沙两相流湍流模式及其应用[D];四川大学;2002年
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10 龚政;长江口三维斜压流场及盐度场数值模拟[D];河海大学;2002年
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1 邹山;近岸水流和泥沙的数值模拟及其应用[D];南京水利科学研究院;2000年
2 牧振伟;内陆性金沙河流非恒定一维和平面二维水沙运动数值模拟[D];新疆农业大学;2000年
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【二级引证文献】
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10 景何仿;李春光;吕岁菊;周炳伟;;黄河沙坡头连续弯道水流运动三维数值模拟[J];宁夏大学学报(自然科学版);2010年03期
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2 金玉珍;激励喷嘴作用下纱线—气流场特性研究[D];浙江大学;2010年
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5 张丹;三峡回水变动区船舶航行路径优化及三维环境仿真研究[D];武汉理工大学;2011年
6 刘诚;水沙运动及植被影响的三维固液两相双流体湍流模型[D];大连理工大学;2008年
7 陈小莉;局部绕流冲刷机理及数值模拟研究[D];清华大学;2008年
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1 马俊;长距离输水管网优化设计与研究[D];郑州大学;2010年
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5 郜志超;基于GIS技术的台风风暴潮灾害风险评估[D];首都师范大学;2011年
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7 林艺;辽宁黄海海岸水动力环境及泥沙冲淤分析研究[D];大连理工大学;2011年
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【二级参考文献】
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7 刘照群;洪泛区洪水泥沙数学模型的研究和应用[D];福州大学;2010年
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