水閘水力特性三維數(shù)值模擬研究及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、目前，物理模型試驗與數(shù)值模擬計算的結(jié)合日益緊密，共同為工程建設(shè)發(fā)揮著重要作用。本文以巢湖東大圩進洪閘為研究對象，采用Fluent軟件和物理模型試驗對該閘進行了相關(guān)數(shù)值計算和試驗研究。采用CAD及GAMBIT軟件建立水閘整體模型及斷面模型并導(dǎo)入Fluent，采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和隱式算法，以標(biāo)準(zhǔn)的k—ε紊流模型封閉Reynolds方程，采用VOF法追蹤自由水面，對東大圩進洪閘進行了三維數(shù)值模擬計算。數(shù)值模擬計算主要分三個方面內(nèi)容:首先是計算水

2、閘最不利工況下的泄流能力以及6種工況下的閘門開度與泄流量關(guān)系;然后模擬水閘泄流，分析比較各種布置方案下的閘下游水流流態(tài)，對消能工進行修改優(yōu)化;最后模擬不同的閘門開啟方式，通過觀察閘下流態(tài)確定水閘在運行管理中的最佳開啟、關(guān)閉方式。同時為驗證數(shù)值模擬計算的可行性，在滿足重力相似的準(zhǔn)則下采用正態(tài)模型進行物理模型試驗。對比分析數(shù)值計算與模型試驗結(jié)果，得出結(jié)論:1、水閘在最不利工況下泄流能力滿足設(shè)計要求;2、對五種結(jié)構(gòu)布置方案進行了計算與試驗，對