應(yīng)用FLUENT研究電站外部流場.pdf

1、由于電站的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，周圍流場多變，因此從水動力的角度開展電站周圍水體流動分析的研究，特別是特征流速的流場研究，有重要的理論意義和實(shí)用價值。本文利用計算流體力學(xué)軟件FLUENT計算了電站外部流場，為電站建造方案研究提供了基礎(chǔ)，具有一定的理論意義和較大的實(shí)用價值，對水利工程研究有積極意義。 對水流繞過電站的流動問題采用方柱繞流進(jìn)行計算。數(shù)值計算中，采用了非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格對流動區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，可以方便地作自適應(yīng)計算，合理分布網(wǎng)格疏密

2、，提高計算精度。利用有限體積法對方程進(jìn)行離散，并采用SIMPLE算法進(jìn)行耦合求解。入口處邊界條件采用Dirichlet條件，出流邊界條件采用Neumann條件，對壁面附近的流動進(jìn)行特殊的處理，采用了壁函數(shù)方法。 采用RNG k-ε湍流模型進(jìn)行數(shù)值計算，成功地模擬了三種特征流速情況時電站外部流場，即進(jìn)口邊界流速分別為0.5m/s、2m/s和14m/s時的流速和壓力分布以及升力和阻力系數(shù)變化曲線。并與文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行比較，本文結(jié)果與方柱

3、繞流的速度矢量分布以及方柱后面繞流形成的回流區(qū)規(guī)律一致。 成功地模擬出了尾渦的周期發(fā)放、演化和傳播的結(jié)構(gòu)特性及其阻力特性。對于不同進(jìn)口邊界流速情況下，尾渦的形態(tài)會隨流速的變化而產(chǎn)生一定的變化。當(dāng)流速較低時，尾渦會拖得比較長，隨著流速的增加，尾渦長度會隨之縮短。 對電站結(jié)構(gòu)的不同部位在不同進(jìn)口邊界流速情況的壓強(qiáng)分布進(jìn)行分析，提出了電站結(jié)構(gòu)邊界的壓強(qiáng)分布及其規(guī)律，可以有效的指導(dǎo)電站的結(jié)構(gòu)分析。電站的迎流面的水流壓強(qiáng)分布是不均