流体动力学中柔性水生植被上的边缘效应

河岸的滨洲植被以及海岸线的海草与水流相互作用，对水流的动力学产生显著影响。为表征覆盖于浸入式植被（树 canopy）区域边缘处的流体运动，本文对半通道中部分被柔性茎杆遮挡、垂直固定于底部墙面的植被进行直接数值模拟。强烈的沿流向涡旋在 canopy 边缘形成，吸引高动量流体进入 canopy 侧面，并从 canopy 尖端喷出低动量流体，形成一种靠近 canopy 边缘的向上涡流。这种机制对平均流动及流体与结构之间的动量交换具有深远影响，我们对其进行了全面表征。 canopy 边缘涡旋的特征也体现在茎杆的动力学响应中，本文分别考察了两种不同柔度的植被。改变茎杆的柔度后，我们观察到 canopy 上不同湍流结构的变化情况，而 canopy 边缘涡旋则未出现显著修改。我们的结果有助于更好地理解河流和海岸环境中的流动，为应对水流控制和防护堤岸和海岸免受侵蚀提供工程解决方案。