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Zwei- und dreidimensionale Large-Eddy-Simulation von Flachwasserströmungen in Flüssen

河流浅水流二维、三维大涡模拟

基本信息

批准号：
5093438
负责人：
Professor Dr. Wolfgang Rodi
金额：
--
依托单位：
Institut für Hydromechanik (IfH)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
1998
资助国家：
德国
起止时间：
1997-12-31 至 2002-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5093438?language=en
关键词：
Zwei und dreidimensionale Large Eddy

项目摘要

Die Berechenbarkeit von turbulenten Transportvorgängen in Flüssen ist ein wichtige Voraussetzung für die Lösung vieler wasserbaulicher und umwelttechnischer Probleme. Auf Grund der gegenüber der Tiefe meist viel größeren horizontalen Ausdehnung des Wasserkörpers ist die Turbulenzbewegung in diesen Strömungen oft durch großräumige quasi-zweidimensionale horizontale Wirbel geprägt. Zur Zeit werden diese Strömungen hauptsächlich mit statistischen Turbulenzmodellen simuliert, die aber den Austausch durch großräumige Strukturen nur unbefriedigend und vor allem nicht allgemeingültig beschreiben. Der Large-Eddy-Simulation (LES), in welcher die großskalige Turbulenzbewegung nicht modelliert, sondern durch Lösung der Strömungsgleichungen berechnet wird, ist hierfür vom Prinzip her wesentlich besser geeignet. 3D-Rechnungen sind jedoch so rechenintensiv, dass für die Praxis tiefengemittelte 2D-Verfahren benötigt werden. In dem Vorhaben werden mit einem existierenden LES-Verfahren eine Reihe von Flachwasserströmungen, bei denen durch horizontale Scherung hervorgerufene großräumige Wirbelstrukturen auftreten, zunächst dreidimensional berechnet. Mit den Ergebnissen dieser aufwendigen dreidimensionalen Rechnungen wird zusammen mit experimentellen Daten ein tiefengemitteltes zweidimensionales LES-Verfahren zu Berechnung von Flachwasserströmungen der Praxis entwickelt und getestet, bei dem die großskaligen, horizontalen Wirbel aufgelöst und die kleinskaligen 3D-Turbulenzbewegungen modelliert werden.

Die Berechenbarkeit von Schlüssen Transportvorgängen in Flüssen ist ein wichtige Voraussetzung für die Lösung vieler wasserbaulicher und umwelttechnischer Probleme.在水平方向上，水流的湍流常常通过大流量的准二维水平方向的水波纹产生。因此，韦尔登这种强流的主要特征是采用了统计学上的湍流模型，但由于大的气流结构，这种强流并不友好，而且所有的气流都不完全相同。大涡模拟（LES）是一种非线性的大尺度湍流模拟方法，它是通过对湍流流场的模拟来实现的，它的原理是最好的。3D检索是一项非常重要的工作，因为实践对2D检索韦尔登。在带有一个可伸缩的LES-Verfahren的前韦尔登中，一个Flachwasserströmungen的Reihe，bei denen durch horizontale Scherung hervorgerufene großräumige Wirbelstrukturen auftreten，zunächst dreidimensional berechnet。在大尺度、水平方向和小尺度三维湍流韦尔登的基础上，利用实验数据对二维LES-Verfahren进行了验证。