Аннотация:
В этой работе строится математическая модель и вычислительный метод для получения обширных данных о структуре речного потока, необходимых для прогнозирования поведения реки. Предлагаемая модель основана на усредненных по глубине усредненных по Рейнольдсу уравнениях Навье-Стокса. Решатель основан на методе конечных объемов на шахматной структурированной сетке и монотонной схеме восходящего ветра высокого порядка для законов сохранения конвективных потоков. Решение получено с помощью итерационного алгоритма полунеявного метода для уравнений, основанных на давлении, основанного на совместной коррекции полей глубины и скорости на каждом временном шаге. Основным нововведением предложенного алгоритма является учет изменчивости глубины воды в члене источника в уравнениях импульса. Результаты показывают, что предложенный подход точно прогнозирует поле потока и поле концентрации и демонстрирует значительную роль турбулентности потока в переносе загрязнения в речном потоке.
Ключевые слова:турбулентность потока в открытом канале, моделирование и моделирование турбулентности, модели RANS, мелкие потоки, ручьи и реки, качество воды.