無(wú)壩渠首側(cè)向引水的三維水力特性研究.pdf

1、無(wú)壩引水口多為側(cè)向引水口,引水口附近的水力學(xué)問(wèn)題十分復(fù)雜,如分流時(shí)易產(chǎn)生漩渦,這樣不僅會(huì)降低分流能力,還可能產(chǎn)生較大的水頭損失。對(duì)無(wú)壩引水口進(jìn)行水力特性的研究對(duì)工程的建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。水力學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的CFD數(shù)值模擬技術(shù)極大地增強(qiáng)了解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。相比模型試驗(yàn),數(shù)值模擬技術(shù)具有可實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜流場(chǎng)在理想狀態(tài)下的全域模擬,提供的信息量大而豐富,可直接對(duì)原型進(jìn)行模擬而不用考慮相似律問(wèn)題等優(yōu)勢(shì)。因此,為提高對(duì)引水口流場(chǎng)細(xì)觀

2、結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),進(jìn)行數(shù)值模擬是很有必要的。
　　 本文運(yùn)用大型流體力學(xué)計(jì)算軟件--FLOW-3D對(duì)無(wú)壩引水口進(jìn)行了水力數(shù)值模擬,對(duì)引水角為45°和90°的引水口的數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果同搜集的試驗(yàn)資料結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比和驗(yàn)證,吻合良好,證明了數(shù)值方法的可信性。然后利用該數(shù)值模型對(duì)無(wú)壩引水口進(jìn)行了水力特性計(jì)算和對(duì)比分析,得出側(cè)渠引水角度越大,引水比越小,相應(yīng)的水頭損失越大；側(cè)渠引水口寬度越大,引水比越大,相應(yīng)的水頭損失越??；主渠來(lái)流弗勞德數(shù)越大

3、,側(cè)渠引水比越小,相應(yīng)的水頭損失越大的結(jié)論。并且通過(guò)分析得出隨著引水角度的減小,流線更加平順,主渠水流的分流寬度更小,側(cè)渠水流的凈進(jìn)流寬度更大,整個(gè)引水區(qū)域的流態(tài)更利于引水。引水口附近的流態(tài)水流條件越平順,口門斷面水流的局部阻力系數(shù)越小,水流經(jīng)過(guò)引水口時(shí)的水頭損失也越小,引水比越大,這有助于引水效率的提高。
　　 這些研究成果可應(yīng)用于相關(guān)的工程,三維數(shù)值模擬方法可成為模型試驗(yàn)的有力補(bǔ)充,為研究進(jìn)水口的水力特性提供參考,對(duì)工程實(shí)踐