水沙两相紊流数学模型研究

基于连续介质假设，建立了水沙两相流扩散模型和双流体模型基本方程、相间作用表达式及低高含沙量时水沙两相流本构关系，导出了水沙相间速度差控制方程及简化形式。推导了基于扩散模型和双流体模型的水沙两相紊流时均运动方程，并提出了从简单紊流模型至紊动应力模型的封闭方法。对含沙浑水流速分布、泥沙群体沉速、阻力损失，非均匀沙起动及分组输沙率、动床阻力等进行了分析。对不规则网格数值方法、非恒定坐标变换、可动网络技术等进行了研究。提出了用水深平均二维流函数涡量求解平面二维流场，并建立了平面二维水沙数学模型和三维水深K-ε紊流数学模型。本项研究具有很深理论意义，而且与工程实际紧密结合，具有广阔的应用前景。