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克里斯蒂安·埃斯卡里亚扎;Sotiropoulos，Fotis公司

湍流交汇流中推移质输运的拉格朗日模型。 （英语） Zbl 1225.76152号

J.流体力学。 666, 36-76 (2011).
摘要：为了深入了解湍流交汇流中底质泥沙输移机制，我们对最初放置在矩形明渠表面安装圆柱体上游河床上的惯性粒子的拉格朗日动力学进行了计算研究。使用分离涡模拟（DES）方法模拟了（Re=39000）处的流场，该方法已被证明能够准确地解决湍流马蹄涡低频双峰波动产生的大部分湍流应力。泥沙颗粒的轨迹和动量方程与假设单向耦合且忽略颗粒间相互作用（稀释流）的流动控制方程同时进行了数值积分但考虑了床粒间的相互作用以及相干涡结构的分解涨落引起的瞬时水动力的影响。计算结果表明，根据模拟的清水冲刷条件（即颗粒应力的大小接近运动阈值），泥沙颗粒的输移是高度间歇性的，基本上表现出实验室和现场试验中观察到的河床泥沙输移的所有特征。在看似随机的突发事件中，成群的泥沙颗粒同时从河床中移出，并开始沿着河床移动、跳跃或滑动。此外，未被夹带到床层中的颗粒会形成条纹，与圆柱体周围的近壁旋涡对齐。通过对推移质通量进行统计分析，研究了颗粒的全球输运，以揭示过程的标度方差和颗粒输运的多重分形，作为流动相干结构的总体影响。这项工作的一个主要发现是，一个相对简单的拉格朗日模型与湍流的相干结构解析模拟相结合，能够再现在类似条件下进行的多次实验中观察到的泥沙动力学，并提供了有关运动起始和床上运动过程多重分形性质的基本信息。研究结果还推动了新的欧拉推移质输沙模型的发展，该模型考虑了非稳定条件，并考虑了未解决泥沙运动尺度的间歇性。

引用于4文件

理学硕士：

76层25 湍流输送、混合
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\textit{C.Escuriaza}和\textit{F.Sotiropoulos}，J.流体力学。666，36-76（2011；Zbl 1225.76152）
全文： 内政部

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