大壩出閘段水流計(jì)算機(jī)模擬的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來,隨著計(jì)算機(jī)性能的提高和數(shù)值計(jì)算方法的改進(jìn),CFD(computational fluid dynamics)技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。很多通用的商業(yè)化水流流動計(jì)算軟件相繼問世,并在大壩出閘門段水流流動模擬中得到了應(yīng)用,且已經(jīng)成為目前工程內(nèi)部研究水流特性的主要工具。其中,以FLUENT軟件的功能最全面,適用性也最廣。本文在閱讀大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT對大壩出閘段水流進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬,主要研究成果歸納如下:(1)

2、簡述了開展大壩出閘段水流計(jì)算機(jī)模擬的意義,并對計(jì)算機(jī)模擬和FLUENT在水利工程中的應(yīng)用與發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了綜述。(2)對FLUENT軟件及其應(yīng)用進(jìn)行了主要介紹,同時還介紹了廣泛用于CFD中的有限體積法的基本步驟和求解流速、壓強(qiáng)等耦合方程的擴(kuò)展SIMPLE方法。(3)利用FLUENT前處理軟件GAMBIT建模、FLUENT求解器進(jìn)行計(jì)算,并采用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε紊流模型和混合模型為基礎(chǔ)的數(shù)值模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,研究了二維平面大壩出閘段水流的流動特性,

3、包括流速和壓強(qiáng)分布規(guī)律。同時,研究了在各種體型閘門下的大壩出閘段水流的流動特性,通過比較,得到了大壩閘門的合適體型,即采用橢圓曲線的大壩閘門能明顯提高大壩出閘段的抗空化性能。計(jì)算機(jī)模擬得到的結(jié)果和前人的研究較為吻合,表明FLUENT軟件對復(fù)雜紊流特性的計(jì)算是適用的。(4)結(jié)合吉林臺一級水電站深孔泄洪洞的進(jìn)口段的具體工程,對大壩出閘段水流進(jìn)行了三維建模計(jì)算,通過計(jì)算機(jī)模擬得到的計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)量測結(jié)果基本一致,并得到了三維大壩出閘段水流的流