U形渠道拋物線形量水槽數(shù)值模擬研究.pdf

1、在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉各項技術(shù)的推廣應(yīng)用中，灌區(qū)量水是一項基礎(chǔ)的、關(guān)鍵性的技術(shù)。隨著節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展和水價制度的改革，研究結(jié)構(gòu)簡單、精度高的渠道流量測量裝置具有重要的意義。本文選用五元二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計方法，利用GAMBIT建立模型，劃分網(wǎng)格，基于標(biāo)準(zhǔn)κ-ε二階紊流模型，采用VOF方法和壁面函數(shù)法分別處理自由液面、不規(guī)則邊界和固壁邊界，對拋物線量水槽三維水流運動進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，主要得到以下結(jié)論： (1)對小型U形渠道拋物線量水槽建立

2、模型，進(jìn)行水位流量的模擬計算，得到不同工況下量水槽的自由水面線、流速分布等表明其過流特性的水力參數(shù)，并將其與試驗資料進(jìn)行對比，結(jié)果表明，自由水面線的計算與實測值符合較好，流速分布規(guī)律揭示的水流特性與實際狀況相符，所選模型能夠準(zhǔn)確模擬量水槽的三維水流特性，該數(shù)值數(shù)值模擬方法具有可靠性。 (2)在模型驗證取得良好效果的基礎(chǔ)上，為了在較大范圍內(nèi)研究拋物線量水槽的過流特性、自由出流時流量的變化規(guī)律，探討渠道斷面尺寸大小(不同的渠底半徑r

3、、外傾角α和渠道比降i，糙率n)和拋物線收縮比ε對量水槽流量計算的影響，本文采用五元二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計方法，建立數(shù)值模擬試驗方案，對不同參數(shù)的渠槽進(jìn)行了數(shù)值模擬計算。 (3)采用DPS數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件結(jié)合試驗統(tǒng)計分析原理，對數(shù)值試驗的模擬結(jié)果進(jìn)行回歸分析，得出以流量為因變量的五元二次回歸方程。 (4)利用簡化模型，對已有的量水槽測流結(jié)果及較大半徑U形渠道拋物線形量水槽進(jìn)行了驗證，初步表明，已有流量公式對較大半徑U形渠道