封冻河道中单排与双排桥墩周围流场的数值模拟

基于计算流体力学软件Fluent,运用多相流理论,建立封冻条件下单排桥墩和双排桥墩对桥墩周围流场影响的三维标准湍流数值模型,研究在封冻条件下不同桥墩直径与不同进口水流流速对桥墩附近水流湍动能的影响。结果表明：水流速度对桥墩周围流场的影响较大,水流速度越大,水流的势能转换为动能越多,桥墩周围的湍动能越大;桥墩直径越大,对河道过流断面的挤压就越大,但是桥墩周围湍动能却越小。相对于双排圆形桥墩条件,单排圆形桥墩条件下桥墩附近的流场紊动更剧烈,因而双排桥墩能有效地保护桥墩。     

突发性污染物在冰体中浓度影响因素的研究

高纬度地区河流初封期,如发生突发性污染事故时,污染物会大量排放到河流中,由于污染物排放时河流正处在结冰时期,因此部分污染物会被冰结在冰体中,并在春季融化时释放到水中,这样可能会对水体造成二次污染。基于多相流理论,采用混合模型方法,建立冰体中硝基苯浓度的河道垂向二维标准k-ε紊流数值模型,通过模拟与计算得出冰体中硝基苯的平均浓度。模拟表明：温度越低,河流中硝基苯浓度越大,污染冰体中硝基苯的浓度也越大;基于松花江现场观测的数据,通过模拟得出储存在冰体中的硝基苯在春季融化后释放出来不会对水体造成二次污染。     

封冻期桥墩对冰塞壅水水位的影响

冰塞是北方寒冷地区河流冬季凌洪灾害的主要诱因,而跨河渠桥梁及其墩台的存在改变了河道中原有的冰塞水力特性,提高了河道中形成冰塞的可能性。我国是冰灾多发的国家,随着经济的增长,冰塞灾害所造成的损失越发严重。但是冰塞产生和演变机理的理解及桥墩对冰塞影响的研究仍然处于较低的水平,而对于桥墩对冰塞壅水影响的研究更是极为少见。依托无桥墩条件下冰塞形成演变的研究,研究桥墩与冰塞壅水相互水力作用特性的影响关系与规律,为高寒地区防凌与跨河桥梁的建设提供一定的理论支撑。模型结果表明桥墩的存在,进口流速与冰盖厚度都会对冰塞壅水产生明显的影响。模型的模拟值与实验室实测数据定性趋势基本相符,验证了模型的可靠性。