溢流壩泄流過程水流流態(tài)數(shù)值模擬.pdf

1、隨著電力行業(yè)對“十二五”規(guī)劃第六篇相關內容的深入解析，水電能源工程建設又一次步入了黃金時期。而保證水工結構物的安全是開展水利水電項目建設的首要前提，相關的研究應當受到充分地關注。大壩的泄洪能力以及水體的過流形態(tài)對水利工程結構的安全運行具有不可忽視的影響。因此，對該方面進行理論分析，并建立符合工程需求且計算高效的數(shù)值分析模型，具有實際意義。
　　在國內外溢流壩泄洪能力以及水體過流形態(tài)相關研究領域，商業(yè)計算流體動力學(Computat

2、ional Fluid Dynamics，CFD)軟件FLUENT，因內置了豐富的物理模型、開放了優(yōu)秀的用戶自定義函數(shù)功能、具有強大的計算能力、適應多個行業(yè)的不同要求，而得到了國內外眾多學者和科研人員的認可，進而在水工結構分析領域日漸得到廣泛應用。目前，關于溢流壩水體過流形態(tài)和過流能力的數(shù)值模擬相關研究沒有得到足夠的關注。本文圍繞溢流壩溢流過程的數(shù)值模擬進行了以下工作:
　　(1)通過對三種經典堰型的九個基本算例的計算，驗證了以下

3、方法的正確和可靠性:使用VOF多相流模型來追蹤水氣交界面的位置，單步收斂速度更快的PISO算法為壓力速度耦合方式，使用重整化群湍流模型對溢流壩進行模擬。
　　(2)以石龍和雙溝兩座電站的溢流建筑物為研究對象，使用前述模擬方法進行數(shù)值實驗，對比分析了兩個溢流模型在數(shù)值模擬、原位試驗以及模型試驗三種不同研究手段下泄流能力異同，驗證了本文所提供模擬參數(shù)在工程應用上的適用性，豐富了溢流壩數(shù)值分析手段。
　　綜上，本文基于FLUENT