水沙流作用下粗糙度对圆柱体结构受力特性及冲蚀的影响

乔智威; 刘壮; 张宪堂; 张惠尧; 李泽熹; 李丹

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.006

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2021, Vol. 40 ›› Issue (03) : 44 -49. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.006

水沙流作用下粗糙度对圆柱体结构受力特性及冲蚀的影响

乔智威, 刘壮, 张宪堂, 张惠尧, 李泽熹, 李丹

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摘要

基于Fluent软件建立三维模型,采用SST k-ω湍流模型,对含沙量在0.05、0.5和5 kg/m³,柱体表面粗糙度在0、0.1%D、0.3%D、0.5%D、0.8%D和1%D时单圆柱绕流的柱体的受力特性及冲蚀进行数值模拟,研究了不同含沙量水流作用下,粗糙度对圆柱的平均阻力系数、升力系数及冲蚀率的影响。结果表明:在同一含沙量的水流作用下,柱体的升力系数在粗糙度为0.5%D时达到最大值;当柱体表面粗糙度相同时,平均阻力系数受水沙流含沙量的影响较小,升力系数受含沙量的影响较大;在不同含沙量的水沙流作用下,圆柱体结构的壁面冲蚀率在粗糙度为0.3%D时达到最大值。