基于OpenFOAM的低长深比单丁坝绕流数值模拟

摘要

丁坝作为一种重要的水工建筑物,在保护河岸、保证通航及引流方面具有很高的水利价值.与此同时,丁坝也存在着一些缺点,如造成对河床泥沙的冲刷,下游泥沙的淤积等等.研究丁坝绕流的相干结构为进一步研究丁坝对河床底部的冲刷奠定了基础,也对设计丁坝具有指导意义.本文基于流体体积法(VOF)采用Realizablek-￡湍流模型,通过OpenFOAM对单丁坝绕流问题进行了数值模拟,并采用Q准则得到流场中的涡结构.通过与Jeon等人的实验对比,验证了在非淹没式直线型单丁坝绕流中,中层平面存在着回流涡与角涡,同时近底面处还存在着马蹄涡结构,本文的工作,为设计丁坝结构提供了参考方法.