Речной гидродинамики

Модель объекта. 
Учитывалась реальная геометрия сооружений, откосы 
канала и пр. Расчетная сетка на область шлюза и канала состояла из пря-
моугольных ячеек размерами 3 м × 6 м, т.е. поперек шлюза располагалось 
10 ячеек сетки, вдоль шлюза 49 ячеек, в канале (с учетом покрытия сухих 
откосов) соответственно сетка составила 40 × 212 ячеек. По гребню дамбы 
канала с западной, восточной и южной стороны были выделены специаль-
ные границы, через которые в процессе расчета определялись расходы воды 
и объемы излива из канала №294.
Результаты численного моделирования.
На Рис. 7.2.7, 7.2.8 изображе-
ны поля осредненных по глубине скоростей течения (векторов и модулей) в 
а
б
Часть II. Моделирование практических задач речной гидродинамики
229

---

шлюзе и канале через 50, 100 и 150 с после начала излива. Видно, что вбли-
зи нижней головы шлюза №7 образуются отрывные течения (циркуляцион-
ные зоны), однако примерно на расстоянии 250–300 м от ворот шлюза поток 
выравнивается в поперечном сечении, и фронт волны примерно с равномер-
ной скоростью около 8 м/с движется (как поршень) в сторону шлюза №8. 
При этом выплеска через боковые (западную и восточную) дамбы канала 
практически не происходит. Через 140 с волна достигает южной дамбы и 
ворот верхней головы шлюза №8, и через них происходит перелив воды с 
большими скоростями, что хорошо видно на Рис. 7.2.8 справа.
На Рис. 7.2.9 представлены продольные профили водной поверхности 
по оси канала №294 на различные моменты времени. Видно, что гребень 
волны движется примерно на уровне верха дамб канала, а затем происходит 
заплеск на южную дамбу и повышение уровня воды до 1,5 м выше отметки 
верха дамбы (см. продольник на 150 с). При этом в камере шлюза в момент 
времени 100 с происходит понижение уровня воды примерно на 2 м ниже 
НПУ в канале (отлив), но затем камера снова начинает заполняться.
Описанная динамика опорожнения и наполнения камеры шлюза и изли-
ва через дамбы канала хорошо прослеживается на Рис. 7.2.10. Излив через 
ворота нижней головы продолжается 105 с, причем максимальный расход 
достигает 1800 куб м./с. Затем со 105 с до 210 с происходит частичное на-
полнение шлюза возвратным 
течением, а после 210 с снова 
начинается опорожнение, но 
интенсивность процесса рез-
ко затухает. Максимальный 
расход перелива через юж-
ную дамбу и верхние ворота 
шлюза №8 достигает 600 куб. 
м/с, а через боковые дамбы 
канала по 200 куб. м/с, однако 
излив происходит достаточно 
короткое время и локализован 
у южной оконечности канала 
№294.