弯道河流普遍存在于自然界中,我国的黄河自古就有九曲十八弯之称,弯道甚至可以认为是河流的基本组成单元之一,相对于顺直河道水流特性,弯道水流具有一些顺直河道水流所不具有的独特特性,如弯道水流在其弯道处水面存在明显的凹岸高凸岸低的水面横比降,从弯道横截面看,由于力矩作用存在明显的环流特性,沿弯道水流方向看,环流呈顺时针方向旋转。研究弯道水流的特性对研究泥沙输移、河道治理、岸堤防护、岸边取水口等都有极大的现实指导意义。并且随着计算机内存的不断扩大、运算速度的不断提升,借助计算机运用数值模拟方法研究弯道水流特性逐渐变得可行并趋于成熟。本文应用数值模拟方法研究了弯道水流特性的一般规律,具体内容有:(1)系统介绍国内外关于弯道水流理论知识、数值模拟的研究现状及发展趋势(2)借助ANSYS/ICEM CFD软件建立正、反相接的90°弯道物理模型并划分网格(3)借助ANSYS/FLUENT软件求解数值模型(4)从弯道水面横比降、弯道环流、纵向流速等方面对连续弯道的水流特性进行分析,并用后处理软件TECPLOT处理结果数据在对以上内容进行分析处理后,本文得出以下几点结论:(1)对于连续弯道的明渠流,水流受惯性力作用,在弯道处水面出现明显的横比降,凹岸水位恒高于凸岸水位,弯道进口处及出口处水位也受到弯道影响,水位出现波动。(2)在弯道处表流由低水位的凸岸流向高水位的凹岸,底流则正好相反,这使得凹岸泥沙输移到凸岸;两弯之间过渡段较短不足以消除前弯产生的环流时,前弯残余环流对后弯水流产生影响,在一定条件下可能形成次环流。(3)从纵向流速看,总体上沿纵向水流流速逐渐增大;在弯道进口前主流靠近凸岸,经过一段距离后,主流开始逐渐向凹岸移动,到后弯入口处主流又重新偏向凸岸,后弯出口后,经过一段距离主流回复到渠道中心处;纵向流速表层流速最大,中层流速次之,底层流速最小。(4)标准k-ε湍流模型、RNG湍流模型及RSM湍流模型计算结果表明,三种模型都能反映流动的基本趋势,但标准k-ε湍流模型对于弯道自由水面的捕捉能力差,其值较后两种湍流模型偏大,不能正确反映弯道自由水面的变化值,RNG湍流模型与RSM湍流模型结果相近,但RSM湍流模型计算时长为三者最大。