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(guān)內(nèi)容的深入解析，水電能源工程建設(shè)又一次步入了黃金時(shí)期。而保證水工結(jié)構(gòu)物的安全是開展水利水電項(xiàng)目建設(shè)的首要前提，相關(guān)的研究應(yīng)當(dāng)受到充分地關(guān)注。大壩的泄洪能力以及水體的過流形態(tài)對水利工程結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行具有不可忽視的影響。因此，對該方面進(jìn)行理論分析，并建立符合工程需求且計(jì)算高效的數(shù)值分析模型，具有實(shí)際意義。
　　在國內(nèi)外溢流壩泄洪能力以及水體過流形態(tài)相關(guān)研究領(lǐng)域，商業(yè)計(jì)算流體動力學(xué)(Computat

2、ional Fluid Dynamics，CFD)軟件FLUENT，因內(nèi)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(qiáng)大的計(jì)算能力、適應(yīng)多個(gè)行業(yè)的不同要求，而得到了國內(nèi)外眾多學(xué)者和科研人員的認(rèn)可，進(jìn)而在水工結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域日漸得到廣泛應(yīng)用。目前，關(guān)于溢流壩水體過流形態(tài)和過流能力的數(shù)值模擬相關(guān)研究沒有得到足夠的關(guān)注。本文圍繞溢流壩溢流過程的數(shù)值模擬進(jìn)行了以下工作:
　　(1)通過對三種經(jīng)典堰型的九個(gè)基本算例的計(jì)算，驗(yàn)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(jìn)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(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)，對比分析了兩個(gè)溢流模型在數(shù)值模擬、原位試驗(yàn)以及模型試驗(yàn)三種不同研究手段下泄流能力異同，驗(yàn)證了本文所提供模擬參數(shù)在工程應(yīng)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