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(dòng)性,對(duì)于最常見(jiàn)的泄水建筑物——泄洪洞同時(shí)還具有自由表面.泄洪洞帶曲線的自由表面,復(fù)雜的幾何邊界給三維數(shù)值模擬帶來(lái)很大難度.本文針對(duì)泄洪洞的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)作了比較全面的回顧與展望.當(dāng)前,數(shù)值模擬技術(shù)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(xué)模型把泄洪洞有壓段和明流段分開(kāi)求解,或只求解其中一部分,解決工程時(shí)間問(wèn)題的能力還不夠強(qiáng)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(lái)生成自由表面,對(duì)復(fù)雜的邊界采用非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格進(jìn)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(guò)對(duì)工程實(shí)例的模型試驗(yàn),得到了全面的試驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)一步對(duì)該工程泄洪洞的有壓段和明流段的紊動(dòng)流場(chǎng)進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,得到了泄流能力、流速場(chǎng)、壓力、紊動(dòng)能和紊動(dòng)耗散率等的分布規(guī)律,數(shù)值模擬和試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)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(zhǔn)確的模擬泄洪洞的三維水