城市景觀(guān)河道水流數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著水生態(tài)文明城市的創(chuàng)建，城市河道規(guī)劃及城市水系景觀(guān)設(shè)計(jì)等在民生水利建設(shè)工程中越來(lái)越多地受到人們的的關(guān)注。在設(shè)計(jì)景觀(guān)河道時(shí)，鑒于對(duì)河道的防洪、排澇、景觀(guān)以及生態(tài)等功能的考慮，經(jīng)常采用復(fù)式斷面作為河道整治斷面形式的最佳選擇。但是降雨的時(shí)空分布不均，水文的洪枯流量大小直接影響著河道的水景觀(guān)。為保持河道的水景觀(guān)，經(jīng)常在河道上修建小型實(shí)用堰。本文針對(duì)這種小型景觀(guān)河道工程受試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)與試驗(yàn)周期等限制，大多只采用水力計(jì)算的問(wèn)題，提出了采用數(shù)值模擬代替

2、物理模型試驗(yàn)的方法對(duì)水力設(shè)計(jì)方案加以驗(yàn)證。
　　本文運(yùn)用FLUENT軟件，以某城市景觀(guān)河道的水流為研究對(duì)象，分別對(duì)復(fù)式渠道的水流與小型實(shí)用堰的過(guò)堰水流進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。主要內(nèi)容包括：⑴梳理分析了三維紊流數(shù)值模擬的基本控制方程、數(shù)值求解方法、紊流模型類(lèi)型以及對(duì)自由表面計(jì)算所采用的常見(jiàn)方法。⑵模擬了不同流量下，水流在不同復(fù)式斷面與不同粗糙度（即不同襯砌材料）下的水流特性，計(jì)算分析了渠道斷面流速矢量圖、流速等值線(xiàn)圖以及壓強(qiáng)分布圖等。結(jié)

3、果分析比較得出：選擇混凝土作為襯砌材料時(shí)，水流流態(tài)平順且水力特性較好。其研究成果可為同類(lèi)小型河道工程設(shè)計(jì)，提供一定的參考價(jià)值和借鑒作用。⑶利用FLUENT軟件，采用RNG k-ε紊流模型，三維非均勻結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，有限體積法進(jìn)行離散求解，VOF法作為對(duì)自由表面的處理技術(shù)，對(duì)小型堰體過(guò)堰水流進(jìn)行了仿真模擬計(jì)算。通過(guò)比較直角進(jìn)口寬頂堰與折線(xiàn)型堰過(guò)堰水流的流線(xiàn)圖，流速矢量圖，流速等值線(xiàn)圖及壓強(qiáng)分布圖，分析得出折線(xiàn)型堰的過(guò)堰水流流態(tài)要比寬頂堰的過(guò)