無壩渠首側(cè)向引水的三維水力特性研究.pdf

1、無壩引水口多為側(cè)向引水口,引水口附近的水力學(xué)問題十分復(fù)雜,如分流時易產(chǎn)生漩渦,這樣不僅會降低分流能力,還可能產(chǎn)生較大的水頭損失。對無壩引水口進行水力特性的研究對工程的建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。水力學(xué)與計算機技術(shù)有機結(jié)合產(chǎn)生的CFD數(shù)值模擬技術(shù)極大地增強了解決復(fù)雜問題的能力。相比模型試驗,數(shù)值模擬技術(shù)具有可實現(xiàn)對復(fù)雜流場在理想狀態(tài)下的全域模擬,提供的信息量大而豐富,可直接對原型進行模擬而不用考慮相似律問題等優(yōu)勢。因此,為提高對引水口流場細觀

2、結(jié)構(gòu)的認識,進行數(shù)值模擬是很有必要的。
　　 本文運用大型流體力學(xué)計算軟件--FLOW-3D對無壩引水口進行了水力數(shù)值模擬,對引水角為45°和90°的引水口的數(shù)值模擬計算結(jié)果同搜集的試驗資料結(jié)果進行了對比和驗證,吻合良好,證明了數(shù)值方法的可信性。然后利用該數(shù)值模型對無壩引水口進行了水力特性計算和對比分析,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)渠水流的凈進流寬度更大,整個引水區(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)過引水口時的水頭損失也越小,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的有力補充,為研究進水口的水力特性提供參考,對工程實踐