文档介绍：分类号 TV851 单位代码 10618
密级学号 10915024
硕士学位论文
论文题目: 长江嘉陵江交汇口水力特性数值模拟研究
Numerical Simulation of Hydraulic Characteristics
in Confluence between Yangtze River and Jialing River
研究生姓名邬志红
导师姓名、职称: 杨斌教授杨忠超研究员
申请学位门类: 工学
专业名称: 港口、海岸及近海工程
论文答辩日期: 2012年 6 月 13日
学位授予单位: 重庆交通大学
答辩委员会主席: 黄超
评阅人: 黄超
周华君
2012 年 6 月
重庆交通大学学位论文原创性声明
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名: 日期: 年月日
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学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
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本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊(光盘版)KI系列数据库中全文发布,并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。
学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
摘要
长江与嘉陵江交汇口交汇水域,水流相互顶托,水势复杂多变,影响航运安全。因此,有必要对朝天门交汇口水力特性进行研究。本文在系统分析水流数学模型的发展历史和研究现状的基础上,采用SMS和Fluent计算流体力学软件,建立二维及三维水流数学模型,着重研究了交汇口水域的水力特性,主要研究成果如下:
利用所建立的二维模型对该汇流河段进行计算分析发现,交汇口上游干支流水面坡降主要受制于干支流汇流比,汇流比减小引起干流水面坡降减小,支流水面坡降增大;汇流掺混区水面比降与干流流量成正比,与干支流汇流比成反比;随着汇流比增大,在汇流口下游断面,干流侧水位逐渐降低,支流侧水位逐渐升高,两江交汇点位置逐步靠近朝天门沙嘴,水流分界线向嘉陵江侧靠近;
对三维断面流速分布图进行分析可知,分离区形状为中间层大,而近底层及表层分离区范围小。随着汇流比增大,分离区的形状几乎不发生改变,但分离区尺度相应变小;交汇口整个过流断面充满逆时针转动的二次流;
分析断面螺旋分布图得出,在交汇口处呈现明显的正螺旋度和负螺旋度,负值中心靠近支流侧,正值中心靠近干流侧;随着汇流比增大,最大正螺旋度总体呈减小趋势,最大负螺旋度先减小然后有少许增大,而出现的位置没有明显变化;
随汇流比增加,同一断面处的最大能量总体上呈减少趋势;汇流比一定时,断面最大能量值沿程呈减小趋势,断面最小能量先减小再逐渐增大。
关键词:干支流交汇;水力特性;数值模拟;汇流比
ABSTRACT
Intersection at the waters of the Yangtze River and the Jialing River, the flow of mutual backwater, water plex and changeable, impact on shipping safety, sediment transport, river flood and pollutant migration. So, it is necessary to Chaotianmen the mouth of two rivers meet to conduct a detailed study of hydraulic characteristics. Based on the systematic analysis of development history and research status of flowing mathematic model, this text