二级沙波水流特性的大涡模拟

董伟良，诸裕良，马殿光，徐俊锋

（1.河海大学港口海岸与近海工程学院，南京210098；2.交通运输部天津水运工程科学研究所，天津300456）

二级沙波水流特性的大涡模拟

董伟良1，诸裕良1，马殿光2，徐俊锋2

（1.河海大学港口海岸与近海工程学院，南京210098；2.交通运输部天津水运工程科学研究所，天津300456）

采用FLuent软件平台大涡模拟方法（LES）对二级沙波水流特性进行数值模拟，进出口边界采用周期性条件以模拟一系列沙波。通过与水槽试验数据对比发现，模拟计算结果与试验数据吻合较好，在此基础上对3种不同水平位置处的二级沙波进行模拟。计算结果表明：当二级沙波距一级沙波波峰较远时，二级沙波对一级沙波起遮掩作用，使得一级沙波回流区范围减小，垂向负流速区更加接近一级沙波波峰，同时二级沙波背流面的水流会对一级沙波迎流面形成侵蚀，进而减小一级沙波尺度；当一、二级沙波接近融合或融合时，两者之间的非线性相互作用使得回流区范围扩大，紊动增强。Q准则等值面显示，二次沙波的叠加增强了沙波涡旋结构的尺度和强度。

二级沙波；大涡模拟；水平位置；Q准则

在河流和海洋环境中，因底床形态不断发展演变，沙波地形也处于不断叠加、融合的过程中，有效地保存了河床底部沉积物的形态［1］。Fernandez［2］试验结果表明：二级沙波沿一级沙波迎流面从波谷移向波峰时，波谷产生的非线性作用使得沙波水流流态处于不断的演变之中。数值模拟方法是研……