考虑通道几何形状变化对盆地入口影响的密度流数值模拟研究

本研究通过数值模拟与实验结果的对比，探讨了入口几何形状和床面坡度对密度流发展的影响。研究人员创新性地采用隐式大涡模拟(ILES)方法，建立了速度场和标量场进出口的新方程体系。研究发现抛物线形入口配合5°坡度的配置会使密度流呈现更细长的传播形态，而矩形入口配合5°坡度的配置可使前锋最终位置相差13%，侧向扩展减少17.6%，传播速度提升约30%，为水利工程和海洋环流研究提供了重要参考。

　　

这项研究通过创新的数值模拟技术揭示了通道入口几何形态对密度流（gravity current）演化的关键影响。采用隐式大涡模拟（Implicit Large Eddy Simulation, ILES）这一前沿方法，研究团队建立了包含速度场和标量场进出口的新控制方程体系。

模拟结果显示：具有抛物线形平滑入口且床面坡度为5°的配置，会使密度流呈现"苗条"的传播形态；而采用矩形入口配合相同坡度时，密度流前锋的最终位置可相差13%，侧向扩展范围缩小17.6%，传播速度更是能提升约30%。这些发现为理解海底浊流、水库异重流等自然现象提供了新的理论依据，对水利工程中的泥沙输运预测和海洋环流建模具有重要指导价值。特别值得注意的是，不同入口几何导致的流动特性差异，可能解释自然界中观察到的密度流分异现象。