Prediction of flow around a sharp-nosed bridge pier: influence of the Froude number and free-surface variation on the flow field
Prediction of flow around a sharp-nosed bridge pier: influence of the Froude number and free-surface variation on the flow field
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尖头桥墩周围流动的预测：弗劳德数和自由表面变化对流场的影响
DOI：
10.1080/00221686.2019.1631223
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发表时间：
2019
影响因子：
2.3
通讯作者：
Kahraman R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kahraman R
本研究探讨自由表面的变化对速度场的影响，采用数值模拟的流动周围的尖头墩，是一个典型的砖石桥墩。该研究通过比较由于使用自由表面模型（即多相模拟与流体体积（VOF）模型代替刚性盖近似（即单相模拟））而导致的流场预测变化，评估了自由表面效应在小弗劳德数时可忽略不计的假设。结果表明，VOF模型的模拟结果与实验数据吻合较好。重要的是，结果表明，即使在码头附近的自由表面高度的变化是小的比较接近流，它仍然有一个显着的影响，在码头和尾流区，包括在低弗劳德数的前面的速度。
This study investigates the influence of free-surface variation on the velocity field using numerical simulations of flow around a sharp-nosed pier that is representative of a typical masonry bridge pier. The study evaluates the assumption that free-surface effects are negligible at small Froude numbers by comparing the change in flow field predictions due to the use of a free-surface model (i.e. multi-phase simulation with a volume of fluid (VOF) model in place of a rigid-lid approximation (i.e. single phase simulation). Results show that simulations using the VOF model are in better agreement with experimental data than those using the rigid-lid approximation. Importantly, results show that even though the change in free-surface height near the pier is small comparative to the approach flow, it still has a significant effect on velocities in front of the pier and in the wake region, and including at low Froude numbers.
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