Page 56 - 2024年第55卷第6期
P. 56
侧的旋涡较为明显，这与水流通过开缝后发生偏移有关。从河床附近的涡量等值面来看，随着开缝高
度越来越靠近河床，底部的涡量面积也越来越小。
图 １９ 无缝墩台涡量等值面 图 ２０ 开缝墩台工况 １涡量等值面
图 ２１ 开缝墩台工况 ２涡量等值面 图 ２２ 开缝墩台工况 ３涡量等值面
３．５ 紊流动能分布 紊流动能是度量紊流强度的指标，紊流动能与边界层的动量密切相关。紊流动能
的大小对于流体运动的稳定性有着重要的影响，当紊流动能较大时，流体运动就会变得不稳定，容易
产生紊流现象。这种现象会导致流体的能量损失和流动阻力的增加，从而影响流体的运动效率。流体
的紊流动能包括两部分，一为平均运动动能，另一为脉动动能，又称为紊能。紊流运动的初始阶段直
至消亡阶段，归根结底是紊流动能发生变化的结果，因此对紊流动能的研究十分重要。在工程设计
中，需要尽可能减小紊流动能的大小以及范围，以提高流体的运动效率和稳定性。
图 ２３至图 ２６为不同墩台开缝条件下 Ｂ平面处的紊流动能分布。从紊流动能分布图可以看出，较
多的动能集中在靠近墩台的区域，随着距离的增长，尾流区的动能也逐渐减小，开缝墩台的紊流动能
具有较为明显的偏移与不对称。对比无缝墩台和开缝墩台两种情况，无缝墩台的动能大小分布呈现出
一种波浪状，且呈现向两边扩散的现象，开缝后大部分的动能都集中在墩台正后方。对比不同开缝位
置，随着开缝高度逐渐远离水面，ｚ ＝ ０．１８ｍ处的紊流动能也随之逐渐减小，但是由于开缝处逐渐靠近
河床，开缝对水面附近的影响逐渐减弱，这导致紊流动能波动的范围越来越大。
图 ２３ 无缝墩台 Ｂ平面处的紊流动能分布 图 ２４ 工况 １开缝墩台 Ｂ平面处的紊流动能分布
— ６ ８ —
２
