壁面粗糙度突增对明渠紊流边界层影响的数值模拟研究

摘要

壁面粗糙度突变问题是明渠紊流研究中的一项重要内容。利用计算流体力学软件FLUENT对粗糙度突增的明渠紊流边界层进行数值模拟,分析了壁面从光滑到粗糙突变过程中对突变点下游流动特性产生的影响,包括断面主流速分布、紊流强度分布以及壁面切应力和摩阻流速的变化。模拟计算中采用交错网格的有限体积法离散控制方程,并应用标准的k-ε紊流模型来封闭方程组。将模拟结果与实验结果进行对比,两者吻合较好,从而验证了数值模拟方法的可行性与可靠性。