彎道式引水渠首中彎道水流運動的三維數(shù)值模擬研究.pdf

1、彎道式引水渠首是利用彎道水流特性處理泥沙問題,提高引水質量的一種有效的工程措施,行進在彎道式引水渠首中的彎道水流是泥沙運動的直接動力。本研究主要從理論分析、試驗研究和數(shù)值模擬三方面對彎道式引水渠首中的彎道水流進行了研究。首先利用計算流體動力學軟件FLUENT提供的不同紊流模型同時引入VOF追蹤自由表面的方法,對彎道式引水渠首中的彎道水流進行三維數(shù)值模擬,并與物理模型試驗結果進行對比,得出最適合本研究的紊流模型,之后采用該模型對不同流量、

2、存在不同橫向底坡、不同上游入彎整治段下的彎道水流進行三維數(shù)值模擬。主要內容和結論如下:
　　(1)三種紊流模型均可對彎道式引水渠首中的彎道水流進行數(shù)值模擬,得到彎道水流的水力特性,其中Reynolds應力模型模擬彎道水流的精度最高,模擬出的水流內部結構能更好的吻合實際情況,其次是RNGk??模型,偏差最大的是標準k??模型;
　　(2)采用RNGk??模型對兩種典型流量下的彎道水流進行了三維數(shù)值模擬,得出流量的大小對彎道水流

3、縱向流速的最大值偏移有影響:流量Q越大,水流縱向流速最大值越接近渠道中心線位置,反之偏移程度越大;
　　(3)對渠底存在橫向坡降和不存在橫向坡降的兩種情況進行了三維數(shù)值模擬,結果表明存在橫向坡降渠道的水力結構能更好的滿足渠道引水排沙的需求;
　　(4)對入彎控制段分別為順直形和“S”形兩種情況下的彎道水流進行了數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)入彎前整治段形狀的改變對彎道段的水流結構產生了影響,數(shù)值模擬結果可以為實際工程中渠首的設計提供參考依據(jù)