缓变曲线改善120°弯道水沙运动的三维数值模拟

人工河道的弯道段大多曲率单一，水流动力轴线的曲率与弯道曲率难以匹配，导致了流固分离和弯道二次流的产生。针对弯道曲率突变问题，引入两种插有缓变曲线的弯道形式，研究缓变曲线对120°弯道水沙特性的影响和流态的改善。运用MIKE 3水动力模型和泥沙输移模型对单曲线弯道、缓圆缓弯道和对称凸弯道进行数值模拟，对比分析不同弯道型式在冲刷和定床两种工况下的近底流速、水面横比降和超高、弯道环流和河床冲淤变形。研究结果表明：插有缓变曲线的两种弯道可以遏制弯道中水体湍动的发展，改善120°弯道水流的流态，能够有效减小弯道凹岸冲刷、凸岸淤积的现象，缓解河床的冲淤变形。