溢洪道彎道段水力特性的數(shù)值模擬與試驗研究.pdf

1、本文以Fluent軟件為平臺，選用標準k-ε雙方程紊流模型和Realizable k-ε湍流模型做對比、兩相流VOF模型模擬自由水面，對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行了數(shù)值模擬研究，并通過物理模型驗證數(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、對下游河槽沖刷的影響。實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下游消能段的影響。
　　(2)應(yīng)用Fluent軟件對溢洪道彎道泄槽和消能段進行三維數(shù)值模擬計算，計算中分別使用標準k-ε紊流模型與Realizable k-ε湍流模型做對比，引入追蹤自由水面位置的VOF算法，對幾何邊界采用適應(yīng)性較強的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進行劃分，計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，并與物理模型試驗得到的參數(shù)進行對比分析，最終驗證Realizable k-ε雙方程紊流模型是更符合彎道泄槽水力參數(shù)計算的湍流模型。
　　(3)在以上基礎(chǔ)上對溢洪道彎道的挑流消能做了設(shè)計優(yōu)化，從挑流鼻坎的消能上看，挑角設(shè)計為22°比原先20°時的挑流在各級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，