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《浙江大学学报(工学版)》 2018年05期
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分层环境中异重流运动问题的直接数值模拟

梁小龙  乔文丽  赵西增  
【摘要】:为了研究线性分层环境下的开闸式异重流运动过程的问题,采用改进的高精度直接数值模拟(DNS)模型,在正交坐标系下,以DNS为基本求解器,实现物质运输方程和Navier-Stokes方程同步求解.采用距离函数平滑初始状态的不连续运输方程,利用具有六阶精度的迎风紧致差分格式(UCCD)改进原模型,更准确地求解物质输运方程.通过求解一维对流方程和入侵重力流的模拟结果验证了模型的可靠性.开展泥沙异重流与线性分层环境掺混过程的研究,并获得了高精度数值结果,可以更好地捕捉中间入侵的异重流产生的内波效果.结果表明:该模型不仅可以准确模拟入侵异重流卷吸分层环境水体的过程,还可以准确模拟头部运动位置、异重流卷吸沉降以及能量转换等问题.

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