不同底床粗糙对异重流运动特性的影响

简介

本研究利用开闸式盐水异重流试验及数值模拟探讨在不同盐度及底床粗糙度的影响下对异重流运动特性的影响。实验利用粒子图像测速法(PIV)和摄像机可以记录整个异重流的运动过程,异重流头部的位置和速度是主要的研究区域。研究结果显示,底床铺设泥沙在异重流运动中扮演重要的角色,增加了底床摩阻,使头部的运动速度及涡度值明显降低,而且异重流头部变钝。利用重整化群(RNG)的k-ε湍流模式模拟研究异重流头部结构,发现数值结果和实验结果吻合良好,并可利用从剖面水平流速解释异重流加速区、等速区和减速区。当底床是光滑时,在两种流体的交介面有著因为卷吸作用所造成的负向速度,也就是异重流剖面水平速度产生剧烈变化;底床泥沙的存在改变了异重流的水平速度分布,使剖面流速并未出现负向流速。