泄洪洞三維紊流數(shù)值模擬.pdf

1、泄水建筑物的水流特性一般具有三維性和紊動性,對于最常見的泄水建筑物——泄洪洞同時還具有自由表面.泄洪洞帶曲線的自由表面,復雜的幾何邊界給三維數(shù)值模擬帶來很大難度.本文針對泄洪洞的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)作了比較全面的回顧與展望.當前,數(shù)值模擬技術成為了研究泄洪洞水力特性的重要手段.但是,泄洪洞數(shù)值模擬多采用兩套不同的數(shù)學模型把泄洪洞有壓段和明流段分開求解,或只求解其中一部分,解決工程時間問題的能力還不夠強大.本文從N-S方程出發(fā),采用κ-ε紊

2、流模型,用VOF方法處理自由表面,利用幾何重建格式來生成自由表面,對復雜的邊界采用非結構混合網(wǎng)格進行處理,建立了三維泄洪洞有壓段和明流段耦合求解的水流數(shù)值模型.通過對工程實例的模型試驗,得到了全面的試驗數(shù)據(jù),進一步對該工程泄洪洞的有壓段和明流段的紊動流場進行了三維數(shù)值模擬,得到了泄流能力、流速場、壓力、紊動能和紊動耗散率等的分布規(guī)律,數(shù)值模擬和試驗結果的對比分析表明,兩者吻合較好.所建立的三維紊流數(shù)值模型能夠比較準確的模擬泄洪洞的三維水