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表 １ 网格与时间步长收敛性验证
测试编号 网格数量 时间步长 Ｃ Ｄ 绝对误差 Ｃ Ｌ，ｒｓｍ 绝对误差
１ ８７万 ０．０１ ０．２８０７ ０．１２２５
２ １７４ 万 ０．０１ ０．２７６５ ０．００４２ ０．１１２０ ０．０１０５
３ ３１４ 万 ０．０１ ０．２７２９ ０．００３６ ０．１０８０ ０．００４０
４ １７４ 万 ０．０１５ ０．２８２２ ０．１０１５
５ １７４万 ０．０１ ０．２７６５ ０．００５７ ０．１１２０ ０．０１０５
６ １７４ 万 ０．００５ ０．２９４５ ０．０１８０ ０．１０３０ ０．００９１
２．４．２ 数值模拟与物理实验结果验证 除了验证网格与时间步长的收敛性外，还需要对数值模拟的计
算结果进行验证。将数值模拟结果与物理实验模型结果作对比得出以下图 ５和图 ６。
图 ５ 来流速度 Ｖ ０ 为 ０．３５ｍ?ｓ条件下速度值对比 图 ６ 来流速度 Ｖ ０ 为 ０．１５ｍ?ｓ条件下速度值对比
通过对比可知，数值模拟的流速计算与实验测得到的流速接近，最大误差仅为 ５．４％。因此可证明本
文数值模拟流场的方法和条件具有准确性与有效性，可以进行墩台开缝分离流旋涡流动控制的分析。
３ 水动力特性分析
本文以 ０．３５ｍ?ｓ（Ｒｅ ＝ ５２０１０）流速对墩台绕流开缝控制水动力特性进行三维数值模拟计算和分析。
墩台绕流时均流速表征了流场在一个周期内的整体的流速分布、流动的旋涡区域范围和强度等结构，
通过分析开缝不同的位置，揭示流动分离、流速分布、涡强、尾涡流场结构和流阻系数等参数，时均
流速分析是数据分析的关键指标之一。根据何小花等 ［２５］ 关于墩台紊流宽度的试验和胡旭跃等 ［２６］ 关于
圆端形墩台紊流宽度的试验研究，圆端形墩台在水面附近的紊动强度最大值所处的高度约为 ０．８８３Ｈ。
本文水动力特性分析断面的选取在 ｚ ＝ ０．１８ｍ处，对三种开缝工况（工况特征见表 ２）和无开缝基准墩台
从瞬时流速、纵向时均流速、横向时均流速、竖向时均流速、涡量等值面、紊流动能分布和尾流区紊
流强度等方面，分析墩台开缝尾流控制效果。
表 ２ 计算分析工况特征值
开缝顶部 开缝底部 开缝高度 上部空间占开缝 下部空间占开缝 上部空间占下部
编号
距水面?ｍ 距底面?ｍ ?ｍ 高度的比例 高度的比例 空间的比例
工况 １ ０．０２ ０．１３ ０．０５ ０．４ ２．６ ０．１５
工况 ２ ０．０４ ０．１１ ０．０５ ０．８ ２．２ ０．３６
工况 ３ ０．０６ ０．０９ ０．０５ １．２ １．８ ０．６７
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