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《基于掺长模型非淹没刚性植被水流流速垂向分布的数值解》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第41卷第2期四川大学学报(工程科学版)Vol.41No.22009年3月JOURNALOFSICHUANUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDITION)Mar.2009文章编号:100923087(2009)0220012206基于掺长模型非淹没刚性植被水流流速垂向分布的数值解槐文信,赵磊,杨中华,李丹(武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉,430072)摘要:对非淹没刚性植被的水流流速垂向分布进行了研究,基于恒定均匀流假定,通过单元体的受力分析得到考虑刚性、非淹没植被作用后水体单元流动的控制方程,充分考虑了植被群对混掺长度、植被拖曳力系数
2、、达西—魏斯巴哈摩擦系数的影响,得到了基于混合长度概念的求解非淹没刚性植被水流流速垂向分布的新模型。该模型物理概念清晰,形式简单,可直接计算出摩阻流速。结合本文和Rowinski等的室内水槽实验资料,采用该模型对非淹没刚性植被流速垂向分布进行了数值模拟,结果表明本文给出新的掺长模型是合理有效的。关键词:流速垂向分布;非淹没植被;混掺长度;摩阻流速中图分类号:TV133文献标识码:ANumericalSolutionforVerticalProfileofVelocityinFlowThroughEmergentRigidVegetationBasedonMixingLengthMod
3、elHUAIWen2xin,ZHAOLei,YANGZhong2hua,LIDan(StateKeyLab.ofWaterResourcesandHydropowerEng.Sci.,WuhanUniv.,Wuhan430072,China)Abstract:Thispaperisthestudyonvelocitiesoftheflowinstraightchannelwithemergent,rigidvegetation.Theflowisassumedtobesteadyanduniform.Theverticalprofilesofstream2wisevelocities
4、aresimulatedusinganewmodelwhichisbasedonthemixing2lengthconcept,givenbyanalyzingtherelevantforcesactingonthevolumetricelementsurroundingtheconsideredvegetationelements.Thismodelfullytakesintoaccountthevegetationgroup’sinfluencesonthemixing2length,dragcoefficientandDarcy2Weisbachfrictionfactor.G
5、reatadvantageofthemodelarethatthephysicalconceptisclear,theformissimple,andthefrictionvelocitycanbeevaluateddirectly.ThenumericalsimulationshavebeentestedagainstthedataobtainedexperimentallybythispaperandRowinskirespec2tivelywithemergent,rigidvegetation.Theresultsindicatethenewmixing2lengthmode
6、linthispaperiseffectiveandreasonable.Keywords:verticalvelocitydistributions;emergentvegetation;themixinglength;frictionvelocity河道中的植被通常有柔性低矮的叶片草、密集影响整个河道的过流能力。对于植被河道的阻力规[1][2-3][4]的灌木以及坚硬的大树等。有植被的河道水流是一律的实验研究,Shimizu,Tsujimoto,Stone等种特殊而复杂的水流流态。植被的出现在很大程度已经取得了较为丰富的成果。而对于植被水流的数[5]上改变了原来水流内部的结构,加
7、大了岸滩的糙率,值模拟的研究成果相对较少,主要有Naot等应用三维代数应力模型计算了植被水流的水动力特性,收稿日期:2007-10-26[6]宿晓辉等人建立了浅水问题的大涡模拟运动k2l基金项目:国家自然科学基金资助项目(50679061)(LES)模型,此模型不仅在计算结果上好于水深平作者简介:槐文信(1963-),男,教授,博士生导师.研究方向:均的大涡模拟SDS22DH模型,还可以模拟水流运动环境水动力学.E2mail:wxhuai@whu.edu.
