泵站前池水沙流的数值模拟

泵站前池水沙流的数值模拟习排灌机械工程学报IV第。翟l29糊N50粤5II=I．．醯瓯蜊稠妇删———_—一JournalofDrainageandIrrigationMachineryEngineering—___—__—————_—__-——_●—_———_———-——一doi：10．3969／j．issn．1674—8530．2011．05．009泵站前池水沙流的数值模拟唐学林，王武昌，王福军，黎耀军(中闰农业大学水利-q土木I程学院，北京100083)摘要：针对泵站前池内的水沙流动，基于格子Bohzmann方法和大涡模拟思想，建立了二维浅水LBM．BGK模型和泥沙数学模型的联合计算模式，进行了水沙流的数值模拟研究．介观LBM．BGK模型采用了LES的亚格子尺度应力SGS模式模拟二维浅水方程，宏观二维平面泥沙数学模型包括悬沙输运方程、河床变形方程、水流的挟沙力公式等．水流与悬沙之间的求解方法采用非耦合解模式，即先求解出水流运动控制方程，再求解泥沙输运方程，推求前池底部的冲淤变化．最后，成功地模拟了泵站前池水沙流的流速分布、水深变化和旋涡的位置和尺寸。以及泥沙的冲淤变化，流速计算结果与试验结果比较吻合．计算结果表明：此联合计算模式在一定程度上客观地、较好地重演了前池内水流的基本流态以及泥沙的冲淤变化．关键词：水沙流；泵站前池；格子Boltzmann方法；大涡模拟；二维浅水方程；泥沙数学模型中图分类号：S277．9文献标志码：A文章编号：1674—8530(2011)05—041l—07Numericalsimulationofslit-ladenflowsinpumpingstationforebay死昭Xuelin，WangWuchang，WangFujun，LiYaojun(CollegeofWaterConservancyandCivilEngineering，ChinaAgriculturalUniversity，Beijing100083，China)Abstract：Basedonatwo．dimensionallatticeBoltzmannmethodcoupledwithlargeeddysimulation(LES)，aLBM．LESmodelcombinedwithsedimentmathematicmodeliSproposedfor2Ds