异重流潜入运动的剖面二维数值模拟论文

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1、异重流潜入运动的剖面二维数值模拟论文摘要：本文采用变密度流基本方程和混合有限分析法，求解了突扩边界下的异重流潜入运动。通过对数值计算结果分析，讨论了进口密度弗汝德数Fre对潜入运动的影响，加深了对异重流潜入规律的了解。关键词：异重流潜入运动数值计算混合有限分析法1前言异重流是自然界中常见的一种流动现象，如水库中的浑水异重流，河口地区出现的盐水楔，工业中遇到的温差异重流，底部突然下沉的小型沉沙池中的泥沙异重流等.freelaticdiagramof2Ddensitycurrentplungingfloe(Fre=1.58)intheprocessof

2、densitycurrentplunging图6异重流潜入过程中密度场随时间的变化(Fre=1.58)Densityfielde(Fre=1.58)intheprocessofdensitycurrentplunging图7T=3.2时刻的水平速度分量沿程分布图(Fre=1.58)Longitudinaldistributionofhorizantalvelocityponent(Fre=1.58)asT=3.24.3潜入前后浑水流速的沿程变化图7是本文依据数值计算结果，点绘的Fre=1.58的异重流潜入时，在T=3.2时刻的水平速度分量的沿程分

3、布，从该图可以看出，异重流在潜入的过程中，水平速度分布沿程发生了根本的改变：明流最大流速点一般在水面处，潜入后，流速分布型式变化，且最大流速点的相对位置下移，这与文献8的分析相同。5结论本文采用混合有限分析法求解了二维NavierStokes方程和浓度方程，并根据数值计算的结果，对异重流的潜入运动规律进行了分析，结果表明：(1)本文所建立的数学模型能够反映异重流潜入流动的流动特性和内在机制，(2)通过对数值计算结果的讨论和分析可知：①进口密度弗汝德数Fre对异重流潜入形态的影响很大，当Fre0.6时，为卷流型，当Fre1.5时，为射流型，当0.6≤

4、Fre≤1.5时，流动为浮力射流型；②异重流在潜入的过程中，沿程垂线流速分布发生了根本的改变：最大流速点的相对位置下移。致谢：本文得到詹义正教授、赵云副教授的指导。参考文献1中国水利学会泥沙专业委员会。泥沙手册。第八章。中国环境科学出版社，1992年。2钱宁，万兆惠。泥沙运动力学。科学出版社，1983年。第457～460页。3T.H.Yoon,DensityCurrentbyNegativeBuoyantInflooconvectiveInstabilityofPoiseuilleFlobeloarkSolutionForOpenBoundaryF

5、loer.MethodsinFluids,pp.1001-1013,1990.6陶文铨。数值传热学。西安交通大学出版社，1988年。7李炜。粘性流动的混合有限分析法。研究生教材，武汉水利电力大学，1994年。8姚鹏,王兴奎。异重流潜入规律研究。水利学报，1996，(8).第77～83页。