排洪涵洞中墩水翅現(xiàn)象試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著水電事業(yè)的發(fā)展和南水北調(diào)等大型水利工程的修建，泄洪洞和排洪涵洞修建得越來(lái)越多，對(duì)于洞前中墩引起的水翅問(wèn)題也日益引起關(guān)注。伴隨現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)的發(fā)展，如何利用數(shù)值模擬解決水翅現(xiàn)象復(fù)雜的自由液面問(wèn)題，并且和試驗(yàn)相結(jié)合來(lái)研究水翅現(xiàn)象，一直是人們研究的難點(diǎn)。 本文在回顧水翅現(xiàn)象研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬計(jì)算三者相結(jié)合的方法，著重對(duì)中墩水翅現(xiàn)象及其防治措施進(jìn)行了研究。本文的主要內(nèi)容如下：

2、 1.依據(jù)量綱分析理論，對(duì)水翅現(xiàn)象的影響因素進(jìn)行了分析，可知水翅的產(chǎn)生與弗雷德數(shù)Fr、雷諾數(shù)Re、水深與中墩起始高度之比H/S<,v>、中墩墩頭在水平面的投影面積S，中墩墩頭傾斜角度θ的函數(shù)等因素有關(guān)。 2.針對(duì)四種中墩體型，對(duì)水翅現(xiàn)象進(jìn)行了試驗(yàn)研究，得出了水翅幾何參數(shù)隨水翅影響因素的變化規(guī)律。 3.介紹了數(shù)值模擬的理論和方法，采用三維Realize k-ε湍流模型、引入水氣兩相流的VOF模型、利用幾何重建格式來(lái)迭