正交曲線坐標(biāo)系下復(fù)雜邊界二維水流數(shù)值模擬研究.pdf

1、數(shù)值模擬是研究水流運(yùn)動(dòng)的主要手段，但由于湍流運(yùn)動(dòng)以及邊界的不規(guī)則性，給水流運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬帶來了較大困難。本文針對(duì)正交曲線坐標(biāo)系下平面二維水流運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型、σ坐標(biāo)系下立面二維水流及懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型等進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。 在平面二維水流運(yùn)動(dòng)數(shù)值模型的研究中，針對(duì)復(fù)雜邊界條件提出了一種邊界正交曲線網(wǎng)格的生成方法。在內(nèi)域求解拉普拉斯方程組生成二維正交曲線網(wǎng)格，在計(jì)算域邊界提出了正交曲線網(wǎng)格邊界正交化處理的分段拉格朗日插值邊界滑動(dòng)法

2、；同時(shí)為了適應(yīng)天然復(fù)雜曲線邊界的特點(diǎn)，采用了正交曲線坐標(biāo)系下標(biāo)準(zhǔn)的平面二維k-ε湍流模型來模擬流場(chǎng)。引用長(zhǎng)江重慶九龍坡彎道河段1：100的正態(tài)實(shí)體模型作為算例，分別結(jié)合實(shí)測(cè)值及應(yīng)用FLOW3D軟件計(jì)算所得結(jié)果對(duì)本文平面二維水流運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證比較，計(jì)算結(jié)果表明本文模型可以用于復(fù)雜彎曲河道的流場(chǎng)計(jì)算。 在立面二維水流運(yùn)動(dòng)和懸移質(zhì)輸運(yùn)的數(shù)值模擬研究中，針對(duì)二維立面河床的復(fù)雜地形進(jìn)行了σ坐標(biāo)變換，將復(fù)雜的曲線邊界變換成規(guī)則的矩