重力流与溃坝流对屏障的非定常漫顶
流体动力学
2023-04-19 v2
摘要
本文利用运动的浅水模型及刻画局部相互作用的精细边界条件，研究受限闸室释放后重力驱动水平流与屏障的碰撞。该边界条件允许多种漫顶模式：超临界流、亚临界流与阻塞流。我们对模型进行数学与数值分析，以揭示非定常运动的特征并计算屏障上游滞留流体的体积比例。我们处理了若干问题。首先，分析均匀入射流的理想化问题以分类非定常动力学机制。随后，处理屏障极近或极远的极端情形，展示相互作用历经各漫顶模式的演进。接着，数值研究晚期滞留流体体积，揭示某些机制中体积纯由体积因素决定，而其他机制中瞬态惯性效应显著。对于 Boussinesq 重力流，即使屏障后受限区域体积等于流体体积，仍有 流体逸出域外，而要使漫顶体积可忽略需受限体积达 3 倍之大。对于次空气溃坝流，当受限体积等于流体体积时逸出比例超 ，且需与初始释放等高的屏障方可使漫顶可忽略。最后，我们将预测与实验对比，显示在广泛参数范围内吻合良好。
引用
@article{arxiv.2210.07981,
title = {The unsteady overtopping of barriers by gravity currents and dam-break flows},
author = {Edward W. G. Skevington and Andrew J. Hogg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.07981},
year = {2023}
}
备注
28 pages, 16 figures, preprint