浅水层流潜射流上升螺旋流型形成与演化数值模拟

摘要

本文以圆管层流潜射流模拟水下低速动量源,数值研究了圆管层流潜射流在浅水效应作用下的演化特性.采用层流数值模型求解Navier-Stokes方程,并借用多相流研究的VOF方法对射流流体进行标记追踪,考察了射流流型的形成与演化.研究中发现,底部壁面效应与自由面边界对射流的影响并不相同,使射流流体在背景浅水流体中形成一种上升螺旋的流型结构.通过定义的三个流型参数:射流长度L、螺旋半径R及流型长度d,定量地研究了流型参数随时间的演化规律.同时,对比了三种雷诺数下,上升螺旋流型的演化特征,考察了不同雷诺数对流型的影响特性.