泄洪洞彎道急流沖擊波的三維數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文利用流體計(jì)算軟件 FLUENT提供的RNG紊流模型,對(duì)龍?zhí)缎购槎磸澋浪鬟M(jìn)行了三維數(shù)值模擬研究,并與水工試驗(yàn)結(jié)果作對(duì)比分析。主要內(nèi)容和成果有:
　　(1)對(duì)Ippen沖擊波模型、對(duì)稱(chēng)直線段、90°彎道段急流沖擊波案例進(jìn)行了水力計(jì)算與三維數(shù)值模擬。對(duì)比計(jì)算結(jié)果與模擬結(jié)果較為吻合,因此給本課題的研究提供了可行性。
　　(2)模型試驗(yàn)測(cè)量了泄洪洞彎道閘門(mén)全開(kāi)工況下設(shè)計(jì)水位、校核水位以及在閘門(mén)開(kāi)度為2.8m工況下的設(shè)計(jì)水位與校核

2、水位時(shí)彎道段左右岸邊墻的水面線、斷面流態(tài)、壓強(qiáng)等水力參數(shù)。
　　(3)三維數(shù)值模擬時(shí),對(duì)不同工況,遵循網(wǎng)格應(yīng)盡量與流線保持一致的原則,采用結(jié)構(gòu)化均勻網(wǎng)格。并對(duì)計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格進(jìn)行優(yōu)化加密,其中優(yōu)化后的網(wǎng)格較密,既有效控制了網(wǎng)格數(shù)目,又得到了很好地計(jì)算結(jié)果。給出了數(shù)值計(jì)算中的各種邊界條件以及流場(chǎng)初始條件,同時(shí)設(shè)定了龍?zhí)端畮?kù)泄洪洞彎道段邊界條件和流場(chǎng)初始條件。
　　(4)本文采用 RNG紊流模型,引入 VOF法追蹤自由表面,采用有限

3、體積法離散方程,以 SIMPLE方法對(duì)壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)耦合計(jì)算,對(duì)龍?zhí)端畮?kù)泄洪洞彎道水流進(jìn)行了數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)泄洪洞中水流不僅沖擊右邊壁,水面出現(xiàn)左右先后升高降低的現(xiàn)象,而且還出現(xiàn)翻越洞頂然后跌落的現(xiàn)象。數(shù)值模擬還得到了該彎道水流在上述工況下的泄洪洞流場(chǎng)的水力特性,包括:左右側(cè)自由水面線、流態(tài)、壓強(qiáng)等,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。
　　(5)從本文的模擬結(jié)果來(lái)看,對(duì)于除了明渠與泄水槽之外的彎道急流沖擊波——泄洪洞彎道沖擊波的研究提供了新的