河流冰蓋熱力增長(zhǎng)的數(shù)值模擬.pdf

1、冰塞在嚴(yán)寒地區(qū)冬季河流上經(jīng)常出現(xiàn)，是一種復(fù)雜的自然現(xiàn)象。由冰塞導(dǎo)致的洪水給沿河兩岸人民的生產(chǎn)和生活帶來(lái)嚴(yán)重的損失。冰蓋是冰塞形成的基礎(chǔ)，研究冰蓋厚度對(duì)冰塞的形成和演變的研究有重要的意義。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們?cè)谘芯勘畠上嗔鲉?wèn)題時(shí)，越來(lái)越多的采用了數(shù)值模擬的方法。本文依據(jù)傳熱理論、數(shù)值傳熱的方法，使用FLUENT軟件中多相流模型并結(jié)合UDF，建立了河流的熱力與水力條件耦合的二維河道和三維U型彎道模型。模型把河流當(dāng)作冰蓋-水體-冰

2、花的一個(gè)耦合系統(tǒng)，考慮了系統(tǒng)中界面的熱量交換，并考慮了冰花在冰蓋下堆積對(duì)冰蓋熱量交換的影響。在不同冰花濃度、不同冰蓋上表面溫度、不同入口流速、不同水深等條件下，模擬分析冰蓋下水溫分布、冰蓋的厚度增長(zhǎng)、冰蓋下冰花層的分布和斷面流速分布；模擬分二維、三維兩種情況。模擬結(jié)果顯示：二維情況下，增大入口冰花濃度、降低冰蓋上表面溫度、減小入口流速等，形成冰蓋的厚度都會(huì)增大；入口冰花濃度越大，冰蓋下的冰花層分布范圍越廣，且冰花濃度的最大值越大：冰蓋上