泄水建筑物三维水流数值模拟技术及应用

泄水建筑物下泄水流通常具有复杂的三维水流特性,常规的一维或者平面二维技术无法精确模拟其流态。应用三维数值模型对水闸、溢洪道、拱坝等泄水建筑物三维水流进行数值模拟,并与水工模型试验成果进行对比。数值模拟计算的水面线、流态及流速分布均与水工模型试验实测资料吻合较好,表明三维数学模型可以结合水工模型试验解决泄水建筑物常规水力学问题,为工程设计和运行提供相关的技术依据。     

查日扣水电站竖井旋流泄洪洞水力学数值模拟研究

水力学数值模拟计算具有成本低、效率高、计算精度高的优点,是水力学研究的新手段。为研究其在竖井旋流泄洪洞复杂水流特性的适应性,用k-ε紊流模型以及VOF方法,对查日扣水电站旋流泄洪洞进行了水力学数值模拟研究。研究结果表明:水力学数值计算在流量、流速、压强等方面与水工模型试验误差较小,计算精度比较高;在计算水流掺气量、通风流速、水流流线等方面,数值计算更有优势,能简单直观的给出结果;在计算水流脉动压力、河道的冲淤变形等方面还有一定的不足,要参考模型试验成果。更多还原     

模型试验与数值模拟相结合的明渠进口导墙体型优化

水力学模型试验能够验证水力学计算成果的准确性,为完善、优化设计提供科学依据,是大中型水电工程施工导流设计过程中的重要参考依据。数值模拟方法可以获得全息水流流场,得到不同方案下的流态、水面线等数据,能够作为水工建筑物体型优化的辅助研究手段。文章通过结合物理模型试验与数值模拟计算,得到导流明渠进口导墙体型优化方案。     

某水电站排沙廊道设计

某水电站河床狭窄,来流含沙量较大,选择冲沙效果好、布置合理的排沙建筑物非常重要。首先结合枢纽建筑物和整体水工模型试验[1]冲沙效果,优选在进水口下方布置排沙廊道和左侧布置冲沙底孔相结合的排沙建筑物,然后采用水力学数值计算确定廊道过流断面和岔管型式、采用大比尺水工模型试验[2]选择水力学条件较好正方形交叉断面的岔管、掺气效果较好的差动式掺气坎,并调整廊道底坡。     

中美标准在实用堰水力学计算上的异同

溢洪道是一种常见的泄水建筑物,在国内外水电工程中的应用极为广泛。为更好地指导涉外水电项目中溢洪道的水力学设计,对比了美国垦务局《小坝设计》和中国《溢洪道设计规范》(DL/T 5166—2002)关于水力学计算的规定,分析两者在计算公式、计算参数选取等方面存在的差异,并以科特迪瓦苏布雷水电站和老挝色拉龙一级水电站溢洪道为例,分别对比了低堰、高堰的泄流能力理论计算值同水工模型试验结果之间的关系。研究表明:在低堰情况下,《小坝设计》的泄流能力理论值更接近水工模型试验结果;在高堰情况下,当泄流量相对较小时《小坝设计》的理论值更接近水工模型试验结果,当泄流量相对较大时《溢洪道设计规范》的理论值更接近水工模型试验结果。     

基于Fluent软件的某水电站1~#泄洪洞水力学数值仿真计算

长期以来,多弯道、长洞线泄洪洞水力学研究的主要手段为传统的模型试验,然而模型试验成本高、周期长、存在缩尺效应,并且无法精确测量压强风速等水力参数。而水力学数值模拟计算具有成本低、效率高、计算精度高的优点。因此,为研究数值仿真计算方法在长泄洪洞复杂水流特性的适应性,采用Fluent软件中的"k-epsilon(2eqn)"紊流模型以及VOF方法,对某水电站1~#泄洪洞进行了三维数值模拟,并将数值模拟结果和模型试验的结果进行对比,为泄洪洞体型设计提供参考。研究结果表明:两种方法在计算流量、流速方面误差较小,在计算水流掺气量、通风流速、压强等方面,数值模拟更具优势,能简单直接给出结果,可作为泄洪洞水力学研究的有效方法。     

确定消浪设施参数的新方法

推荐了一种水工建筑物消浪设施的计算新方法，此方法不仅考虑水工建筑物在消能方面的工作机理，而且考虑波能在时间和空间上的重新分布，通过水力学计算和模型试验，可研究波浪变形和消浪设施的工作机理。     

九龙峡水电站溢流堰三维数值模拟

利用 FLUNET 软件,以 k-ε湍流模型封闭 Reynods 方程,采用 VOF 法追踪自由水面,对九龙峡水电站表孔溢流堰的水流按定常流动进行了三维数值模拟。结果表明：溢流堰的泄流能力、水面线、压力分布和流速分布等计算结果与模型试验实测结果吻合良好,说明数值模拟计算可以用于一些水工建筑物泄流计算和设计     

三峡工程三期截流水力特征值计算研究

三峡工程三期截流提前到2002年11月，设计截流流量为10300m^3/s和12200m^3/s，在截流施工过程中，龙口水力学指标对截流的成功与否至关重要，推出三峡工程导流底孔出口局部水头损失的计算公式，建立一个水力学数学模型，计算截流断面水力学指标，与水工模型试验结果进行比较，两者比较接近，说明计算成果是合理可靠的，可以作为截流施工设计和风险分析的依据。     

阻抗式调压井水力学计算研究

对庙林水电站引水发电系统的阻抗式调压井进行数值法和数学模型水力学计算,并通过模型试验验证数值计算结果的可靠性,论证阻抗式调压井型式可行性。结果表明:调压井数值法和数学模型水力学计算结果与模型试验结果基本吻合;调压井丢弃负荷后的最高涌浪水位低于调压井设计顶高程,最低涌浪水位高于调压井底板高程2.0m以上;调压井直径、阻抗孔口以及调压井顶高程是合适的,运行过程中不会发生调压井漫顶和漏空的现象。