Large-eddy simulation of turbulent open-channel flow over three-dimensional dunes
Large-eddy simulation of turbulent open-channel flow over three-dimensional dunes
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三维沙丘明渠湍流流的大涡模拟
DOI：
10.1080/00221686.2013.835287
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发表时间：
2013
影响因子：
2.3
通讯作者：
Xie Z
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xie Z
采用大涡模拟方法研究了三维沙丘上明渠水流的湍流结构。控制方程采用有限体积法离散，局部网格处理采用笛卡尔网格形式，以处理三维沙丘地形。模拟的自由表面高度，平均流速和雷诺剪应力分布进行了比较，在文献中发表的实验测量。两组结果之间已取得比较接近的协议。预测的平均速度场和相关的湍流结构是显着不同的观察到的二维沙丘上的流动。沙丘三维性的影响表现在平均流场、二次流和双平均流速垂线分布的展向变化上。此外，大规模的旋涡结构，如展向辊和发夹状的结构，预测在模拟中，其中大部分是在三维沙丘的凹区产生的。
A large-eddy simulation study has been undertaken to investigate the turbulent structure of open-channel flow over three-dimensional (3D) dunes. The governing equations have been discretized using the finite volume method, with the partial cell treatment being implemented in a Cartesian grid form to deal with the 3D dune topography. The simulated free surface elevations, mean flow velocities and Reynolds shear stress distributions have been compared with experimental measurements published in the literature. Relatively close agreement has been obtained between the two sets of results. The predicted mean velocity field and the associated turbulence structure are significantly different from those observed for flows over two-dimensional dunes. The effects of dune three-dimensionality are reflected in spanwise variations of mean flow fields, secondary currents and different distributions of vertical profiles of the double-averaged velocity. Furthermore, large-scale vortical structures, such as spanwise rollers and hairpin-like structures, are predicted in the simulations, with most of them being generated in the concave regions of the 3D dunes.
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作者：
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通讯作者：
J. Venditti
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A. Gyr
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发表时间：
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通讯作者：
T. Miyauchi
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DOI：
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发表时间：
2008
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通讯作者：
S. Coleman
DOI：
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发表时间：
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作者：
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通讯作者：
H. Shen