椭圆余弦波作用下沙纹底床近区流场及水体紊动特性数值模拟研究

摘要

采用OpenFOAM建立波浪数值水槽,开展了椭圆余弦波作用下沙纹底床近区流场及水体紊动特性数值模拟研究工作.研究发现一个波周期内水流首先在沙纹峰后发生分离,并在背浪侧生成一个强度较大的涡流场,其中水平方向上存在明显的回流,竖直方向上有一个紧邻沙纹峰的上升流和远离沙纹峰的下降流;沙纹对近底水体的影响主要位于距离底床λ～3λ的范围内,其中竖直方向上较大的影响主要集中在底床表面和距离底床2λ的位置,水平方向上较大的影响主要集中在沙纹峰的两侧,且迎浪侧的影响范围远大于背浪侧;此外,一个波周期内强烈的紊动水体首先产生于沙纹背浪侧,并沿背水坡抬升至沙纹峰以上,继而向上游运动,其运动过程中,水体的紊动动能逐渐减小.