水库滑坡涌浪的数值模拟

水库沿岸边坡失稳可能引发涌浪,威胁下游大坝安全。文章依据经典的Scott Russell’s wave generator实验,基于流体计算软件FLUENT提出了刚性滑块垂直入水的计算模型,并对流场的近、远场特征进行了分析。该计算模型以不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程和自由面追踪的VOF方法为基础,采用重整化群k-ε湍流模型,借助FLUENT软件中的动网格技术和UDF功能,定义滑块在水中的运动,从而实现水库滑坡涌浪的数值模拟。计算结果表明:滑块下落过程中,形成了反向的卷入波,随即涡流形成并伴随着生成孤立波。数值模拟的流场近、远场特征与解析解、实验结果基本吻合。因此模型可用于模拟岩石块体入水等问题。