FLOW-3D的Sediment Scour模型

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1.1 概述
1963年,在位于新墨西哥州的Los Alamos的科学实验室里,Dr.C.W.“Tony” .Hirt 开创了几个非常重要的流体动力学方法,如稳定性的提高和独有的自由表面跟踪技术(VOF)。1980年,Dr.Hirt创办了流动科学公司(Flow Science.Inc),位于新墨西哥洲首府Santa Fe圣大非城市。同时,开发了新一代高真度的流体动力学模型,应用于工业和科学领域。1985年,正式推出了简单易用、功能强大的三维计算流体动力学和传热软件FLOW-3D。
FLOW-3D是一款通用型的计算流体动力学及传热分析软件,它使用特定的数值方法来求解流体的运动过程,包括瞬态三维流动问题,及多尺度、多物理量的流体流动过程,该物理过程遵循质量守恒、动量守恒和能量守恒定律,除了采用连续、动量、体积函数和能量方程组描述这一过程外(当然对于紊流,FLOW-3D中专门的紊流模型),还包含了许多物理模型。
1.2 沉积物冲刷模型(Sediment Scour Model)
FLOW-3D的沉积物冲刷模型主要来预测沉积物(如泥沙等)的漂浮、侵蚀、沉降和沉积的过程。这个模型可以应用于任何的流动类型中,虽然所有的沉积物运动必须发生在单相流中。这个模型的沉积物组成假定沉积物粒子是球形的、它们的速度比较小,因此在沉积物粒子的流动过程中粘滞效应起主导作用。
从上到下依次为:
沉积物粒子平均直径、沉积物粒子密度(泥沙典型密度值为 2.65g/cm3)、
临界保护系数SCRCRT (critical shields parameter,默认值为0.05)、
冲刷侵蚀系数、
沉积物临界含量SCRFCR(沉积物临界含量,默认值为0.67)、
沉积物聚集含量SCRFCO(沉积物聚集含量,默认值为0.15)、
拖曳力系数、休止角。
当沉积物含量大于SCRFCO(沉积物聚集含量)而小于SCRFCR的区域,拖曳力模型被激活。这个模型中的SCRDRG相当于TSDRG(默认值为1.0)。
当沉积物含量小于SCRFCO时,拖曳力模型不会被激活,但粘度根据公式进行调整。
沉积物的浓度可以在Boundaries中设置,也可以在Initial中设置。
在Add Examples中有Sediment Scour实例。