彎道式引水渠首中彎道水流運(yùn)動(dòng)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(zhì)量的一種有效的工程措施,行進(jìn)在彎道式引水渠首中的彎道水流是泥沙運(yùn)動(dòng)的直接動(dòng)力。本研究主要從理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬三方面對(duì)彎道式引水渠首中的彎道水流進(jìn)行了研究。首先利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件FLUENT提供的不同紊流模型同時(shí)引入VOF追蹤自由表面的方法,對(duì)彎道式引水渠首中的彎道水流進(jìn)行三維數(shù)值模擬,并與物理模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,得出最適合本研究的紊流模型,之后采用該模型對(duì)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(jìn)行三維數(shù)值模擬。主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)三種紊流模型均可對(duì)彎道式引水渠首中的彎道水流進(jìn)行數(shù)值模擬,得到彎道水流的水力特性,其中Reynolds應(yīng)力模型模擬彎道水流的精度最高,模擬出的水流內(nèi)部結(jié)構(gòu)能更好的吻合實(shí)際情況,其次是RNGk??模型,偏差最大的是標(biāo)準(zhǔn)k??模型;
　　(2)采用RNGk??模型對(duì)兩種典型流量下的彎道水流進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,得出流量的大小對(duì)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(duì)渠底存在橫向坡降和不存在橫向坡降的兩種情況進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,結(jié)果表明存在橫向坡降渠道的水力結(jié)構(gòu)能更好的滿足渠道引水排沙的需求;
　　(4)對(duì)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(jìn)行了數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)入彎前整治段形狀的改變對(duì)彎道段的水流結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了影響,數(shù)值模擬結(jié)果可以為實(shí)際工程中渠首的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)