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《沿河公路弯道水流的数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第31卷第1期昆明理工大学学报(理工版)Vo.l31No112006年2月JournalofKunmingUniversityofScienceandTechnology(ScienceandTechnology)Feb.2006沿河公路弯道水流的数值模拟123龚波,林小平,甘明星(1.浙江大学,浙江杭州310000;2.同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海200092;3.昆明理工大学交通工程学院,云南昆明650224)摘要:研究弯道水流的三维流场有助于认识沿河公路路基的冲刷机理并制定相应的防护措施,从而提高路基抗水毁的能力.采用标准k2E模型对圆心角为120b弯道的三维流场进行
2、了合理模拟,并得出了河床剪应力的分布特征,为路基冲刷分析和合理防护措施的制定奠定了基础.关键词:弯道水流;公路路基;冲刷机理中图分类号:U442.32文献标识码:A文章编号:1007-855X(2006)01-0098-05NumericalSimulationofRiverBendsFlowalongHighways123GONGBo,LINXiao2ping,GANMing2xing(1.ZhejiangUniversity,Hangzhou310000,China;2.KeyLaboratoryofRoadandTrafficEngineeringofEducationMinistr
3、y,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;3.SchoolofTransportationEngineering,KunmingUniversityofTechnology,Kunming650224,China)Abstract:Studyonthethree2dimensionalflowfieldinthevicinityofriverbendsishelpfultounderstandthemechanismofsubgradescouralongthebends.Therefore,reasonableprecautionarymeasure
4、sarepresentedandtheabilityofpreventionofsubgradescourisenhanced.Standardmodelisusedinthepresentstudytonumerical2lysimulatetheflowfieldofriverbends.Thecalculatedresultsareingoodagreementwithexperimentaldata.Thedistributionofshearstressisalsoobtainedfromthenumericalsimulation,whichconsequentlylaysaf
5、ounda2tionfortheanalysisofsubgradescourandestablishmentofrationalpreventivemeasures.Keywords:bendflow;highwaysubgrade;erosionmechanism0引言近年来,我国公路建设事业高速发展,山区高等级公路也开始大规模地建设.山区公路由于地形限制,不少路段与河道并行,一面傍山,一面临河,顺河谷一侧修筑半填半挖的路基,或在山区河流的开阔河谷地段沿河堤修筑路基,使路基的一侧成为山区河流的河岸.由于天然河道一般都是弯曲的,在河流弯道中,因环流的存在导致凹岸冲刷、凸岸淤积,沿河湾凹岸
6、的公路路基边坡和坡脚将受到水流的淘刷,有可能将沿[1]河路基边坡的坡脚淘空造成路基坍塌,带来水毁损害,严重影响行车安全.为提高沿河路基的抗水毁能力,保障行车安全,研究弯道水流的三维绕流流场及路基的冲刷机理非常[2~11]必要.对此,国内外学者有的采用解析法或模型实验进行分析,但实际上,解析法难度很大,模型试验费用高、周期长,全面采用并不可行,而现代数值模拟技术的迅速发展为本研究提供了一条更加可行的途径.本文针对典型中心角为120b的弯道,应用数值模拟手段,通过系统的计算机仿真模拟,分析在一定水深、流速、流向等条件下弯道附近流场的分布情况及河床的冲刷机理,为沿河公路路基水毁机理的认识和相关防
7、护措施的制定奠定了基础.收稿日期:2005-03-28.第一作者简介:龚波(1967.5~),男,硕士,经济师.主要研究方向:交通运输管理.E-mai:lkmgongbo@163.com第1期龚波,林小平,甘明星:沿河公路弯道水流的数值模拟991控制方程及边界条件1.1控制方程1)连续性方程9ui=09xi2)动量方程9ui9(uiuj)19p19Sxy+=++Fi9t9xjQ9xiQ9xj式中ui(i=1,2,3)为速
