溢洪道彎道段水力特性的數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究.pdf

1、本文以Fluent軟件為平臺(tái)，選用標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程紊流模型和Realizable k-ε湍流模型做對(duì)比、兩相流VOF模型模擬自由水面，對(duì)青州市黑虎山水庫溢洪道泄槽彎道段及消能段的三維水流進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，并通過物理模型驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性，選擇優(yōu)化的溢洪道消能方案。
　　其主要內(nèi)容和成果有:
　　(1)以黑虎山水庫溢洪道為例，采用物理模型試驗(yàn)的方法研究了在泄槽彎道段設(shè)置導(dǎo)流墻改善溢洪道彎道泄槽的水力特性;分析了消能方式

2、對(duì)下游河槽沖刷的影響。實(shí)測了各工況水流下泄的條件下泄槽彎道段左右兩岸的水面線、斷面流速等水力參數(shù)和研究各工況條件下對(duì)下游消能段的影響。
　　(2)應(yīng)用Fluent軟件對(duì)溢洪道彎道泄槽和消能段進(jìn)行三維數(shù)值模擬計(jì)算，計(jì)算中分別使用標(biāo)準(zhǔn)k-ε紊流模型與Realizable k-ε湍流模型做對(duì)比，引入追蹤自由水面位置的VOF算法，對(duì)幾何邊界采用適應(yīng)性較強(qiáng)的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行劃分，計(jì)算得出不同流量條件下溢洪道彎道泄槽流場內(nèi)的水面線、速度分布等

3、重要參數(shù)和彎道泄槽段折沖水流的二次流動(dòng)，并與物理模型試驗(yàn)得到的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，最終驗(yàn)證Realizable k-ε雙方程紊流模型是更符合彎道泄槽水力參數(shù)計(jì)算的湍流模型。
　　(3)在以上基礎(chǔ)上對(duì)溢洪道彎道的挑流消能做了設(shè)計(jì)優(yōu)化，從挑流鼻坎的消能上看，挑角設(shè)計(jì)為22°比原先20°時(shí)的挑流在各級(jí)流量下使得水流在挑坎處的橫向偏移有所減弱，挑距在橫向上基本上呈對(duì)稱分布，最大挑距仍然是在中心位置，且挑距有所增長，消能效率有較為明顯的提升，