复杂边界下急弯流动次生流复合结构及输运现象研究

复杂边界下急弯次生流动结构精确量测数据不足、在进行深入理论研究和数值模拟时缺乏可靠验证资料。本项目针对这一现状，建立室内试验装置，选择适宜流速量测设备以达到最佳量测效果，获取详细试验数据，对水动力学经典理论中关于弯道次生流动结构的有关假设和推导做出验证或必要的改进。以实测数据为依据，验证有关紊流模型在用于急弯段三维复合流动结构模拟时的精度和可靠性；进一步研究二维数值模拟中弯道次生流引起的横向的动量交换修正项的改进方法。阐明复杂边界条件下急弯段中横向与纵向次生流动复合结构物质输运过程的特点，提出可靠的理论模式和模拟方法。本项目重点获得复杂边界形式及不同糙率分布条件下急弯次生流动结构的系统资料，获得弯道流动复杂结构成果；采用三维紊流数值模拟，对各种紊流模式进行分析比较和充分验证；进一步优化二维数值模拟中对弯道流动弥散应力项的处理，改进推移质输运模拟方法，并采用模型弯道试验资料进行验证。

复杂边界下急弯次生流动结构精确量测数据不足、在进行深入理论研究和数值模拟时缺乏可靠验证资料。本项目针对这一现状，建立了室内试验装置，选择适宜流速量测设备，仔细量测了急弯试验水槽内水流的沿程变化情况，获取了详细试验数据，分析此连续弯道条件下的次生流动结构；并与水动力学经典理论中关于弯道次生流动结构进行比较，找出异同处、并分析产生差别的原因。以实测数据为依据，验证有关紊流模型在用于急弯段三维复合流动结构数值模拟时的精度和可靠性；进一步研究、优化二维数值模拟中对弯道流动弥散应力项的处理，改进推移质输运模拟方法及河道形态变化的预测。