典型文献
明渠紊流中淹没柔性植被流固耦合大涡数值模拟
文献摘要：
水生植被广泛存在于天然河道、湖泊及湿地,是河流生态系统的重要成分.它通过改变明渠水流时均及紊动结构来改变河道水流阻力,并在水流作用下发生弯曲和摆动,形成复杂的流固耦合作用.研究柔性植被在水流作用下的运动响应,能够更精确地解析植被的阻水效应.本文采用基于嵌入式迭代浸入边界法的高效能三维紊流计算程序CgLes,开展流固耦合数值模拟,研究柔性植被在水流作用下的弯曲及运动响应,分析植被涡激振动特性及水流阻力规律.模拟结果表明,植被运动以展向摆动为主导,植被刚度对植被运动轨迹和摆动周期有显著影响,进而影响植被的阻水规律.在水动力条件相同的情况下,植被的摆动周期与植被的弹性模量有关,且不受流场影响.随着刚度系数增大,植被运动模式从准周期性摆动变成周期性摆动,最终发展为刚性情况下的静止直立状态;植被刚度较大且间距较小时,植被存在逆流向弯折现象;在刚度较大时,柔性植被随着水流而摆动,抑制流速发展;但是当柔性植被刚度较小时,植被接近倒伏,明渠的平均流速对比刚性植被情况增大;本文算例中植被刚度对平均流速的影响最大约为2.47％.植被间距对植被的下弯幅度影响较小,但对展向摆幅作用显著;平均流速随植被间距增大而减小,植被间距主要影响植被层内部的水流流速,本文算例中植被间距对平均流速的影响最大约为8.19％.
文献关键词：
柔性植被;涡激振动;浸入边界法;流固耦合;数值模拟
中图分类号：
作者姓名：
许栋;梁心雅;张炳昌;及春宁
作者机构：
天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津 300072
文献出处：
引用格式：
[1]许栋;梁心雅;张炳昌;及春宁-.明渠紊流中淹没柔性植被流固耦合大涡数值模拟)[J].天津大学学报（自然科学与工程技术版）,2022(03):313-321
A类：
明渠紊流,CgLes
B类：
淹没,柔性植被,大涡数值模拟,水生植被,天然河道,湖泊,河流生态系统,明渠水流,流时,水流阻力,水流作用,摆动,流固耦合作用,运动响应,阻水,水效,浸入边界法,高效能,流计算,计算程序,流固耦合数值模拟,涡激振动特性,对植,运动轨迹,水动力条件,弹性模量,流场影响,刚度系数,运动模式,准周期性,静止,直立,立状,逆流,弯折,折现,倒伏,平均流速,刚性植被,植被层,水流流速
AB值：
0.289086
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