水利学报
水利學報
수리학보
2014年
11期
1373-1380
,共8页
垂直跌水池%周期性振荡流%数值模拟%消能机理%波涡相互作用
垂直跌水池%週期性振盪流%數值模擬%消能機理%波渦相互作用
수직질수지%주기성진탕류%수치모의%소능궤리%파와상호작용
vertical drop pool%periodic oscillation flow%numerical simulation%energy dissipation mecha-nism%wave-mean vortex interaction
在垂直跌水池的水槽试验中,在一定的水力条件与跌水池尺寸相匹配时,跌水池内会形成舌流、滑行水流与周期性振荡流。针对实验观察的现象,采用数值模拟以及理论分析着重研究了跌水池中周期性振荡流的流动演变特性与消能机理,并初步探讨了周期性振荡流的产生机理。研究分析表明,该周期性振荡流的流态呈现有波破碎与水跃的形态,据此可将跌水池分为回流区、水平冲击区、垂直冲击区、表面振荡破碎区以及尾部漩涡区。由于流体的惯性与结构物对水流的反射作用扰动了原流场自由液面,在波和涡的相互作用下形成了周期性振荡流。
在垂直跌水池的水槽試驗中,在一定的水力條件與跌水池呎吋相匹配時,跌水池內會形成舌流、滑行水流與週期性振盪流。針對實驗觀察的現象,採用數值模擬以及理論分析著重研究瞭跌水池中週期性振盪流的流動縯變特性與消能機理,併初步探討瞭週期性振盪流的產生機理。研究分析錶明,該週期性振盪流的流態呈現有波破碎與水躍的形態,據此可將跌水池分為迴流區、水平遲擊區、垂直遲擊區、錶麵振盪破碎區以及尾部漩渦區。由于流體的慣性與結構物對水流的反射作用擾動瞭原流場自由液麵,在波和渦的相互作用下形成瞭週期性振盪流。
재수직질수지적수조시험중,재일정적수력조건여질수지척촌상필배시,질수지내회형성설류、활행수류여주기성진탕류。침대실험관찰적현상,채용수치모의이급이론분석착중연구료질수지중주기성진탕류적류동연변특성여소능궤리,병초보탐토료주기성진탕류적산생궤리。연구분석표명,해주기성진탕류적류태정현유파파쇄여수약적형태,거차가장질수지분위회류구、수평충격구、수직충격구、표면진탕파쇄구이급미부선와구。유우류체적관성여결구물대수류적반사작용우동료원류장자유액면,재파화와적상호작용하형성료주기성진탕류。
It was discovered that in flume experiment, under certain conditions, the dropping flow forms napped flow, skimming flow and periodic oscillation flow. Based on the numerical simulation,flume experi?ment and theoretical analysis, this paper focuses on studying the energy dissipation mechanism,flow evolu?tion characteristics and generating mechanism of periodic oscillatory flow. The results show that the flow pat?tern of periodic oscillation flow presents a similar wave of broken and hydraulic jump. The vertical drop pool is divided into recirculation region,level of impact zone,the vertical impact zone,oscillation and bro?ken zone and the tail vortex zone. Since fluid inertia and the reflection effect of structure disturb the origi?nal free surface,the periodic oscillation flow forms under the wave-mean vortex interaction.