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相似文献
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1.
复杂内边界长距离输水明渠的一维非恒定流数学模型   总被引:4,自引:1,他引:3  
大型跨流域调水工程。通常具有输水线路长、沿程过水建筑物类型和数量多的特点。节制闸、分水口及倒虹吸、渡槽等建筑物与水流的复杂作用,造成了长距离输水明渠非恒定流模拟的困难。建立了复杂内边界长距离输水明渠的一维非恒定流数学模型。模型定义和模化了节制闸、倒虹吸和多孔并联渡槽等3种类型的内边界条件,实现了对输水明渠水力过渡过程中水位、流量大幅度变化的无间断连续模拟。模型应用于南水北调中线一期工程总干渠全线和单个闸门的模拟分析。验证了模型的合理性。结果表明,模型能够模拟多内边界复杂输水渠道的水力响应过程,可作为南水北调中线一期工程等跨流域大型明渠输水工程的模拟工具。  相似文献   

2.
闸门对水力过渡特性影响研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
结合南水北调中线输水工程实际,采用显式的特征线法求解明渠和有压管道的圣维南方程。在长距离输水问题中,模拟段包含多个控制闸门。提出闸门处的水力过渡连接模型,在已有的两个特征方程的基础上补充闸孔出流公式和流量连续条件,分析闸门运行对渠道中水流的影响。利用窄缝法将明渠和暗管水流进行统一求解,采用变时步法克服扰动波在明渠和暗管中传播速度相差悬殊而导致的时间步长不协调问题。在明渠和暗管的连接处考虑水流的局部水头损失,更好地反应了非恒定流中扰动的传播特性。实际模拟输水渠道具有多个控制闸门和退水闸门的问题,分析了闸门对渠道中非恒定流的影响。  相似文献   

3.
南水北调中线工程运行特性及控制方式研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
简要介绍了国家"十一五"科技支撑计划项目"南水北调中线工程关键技术研究与应用"课题四"中线工程输水能力及冰害防治技术研究"所取得的部分水力学研究成果,包括南水北调中线工程输水模拟平台的研制、中线工程数值仿真软件开发、分水口和节制闸的水力敏感性分析、闸前常水位控制算法、穿黄工程节制闸闸前水位确定、冰期输水能力及冰期运行控制等,研究成果紧密结合中线工程的实际情况,可应用于中线工程的运行、调度与管理。  相似文献   

4.
南水北调中线工程穿黄隧洞关键技术研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
简要介绍了国家"十一五"科技支撑计划项目"南水北调中线工程关键技术研究与应用"课题四"中线工程输水能力及冰害防治技术研究"所取得的部分水力学研究成果,包括南水北调中线工程输水模拟平台的研制、中线工程数值仿真软件开发、分水口和节制闸的水力敏感性分析、闸前常水位控制算法、穿黄工程节制闸闸前水位确定、冰期输水能力及冰期运行控制等,研究成果紧密结合中线工程的实际情况,可应用于中线工程的运行、调度与管理。  相似文献   

5.
针对南水北调受水区配套工程泵压输水系统的水力过渡过程问题,采用Visual Basic语言,研究开发了复杂泵压长距离输水系统水锤数值模拟软件.阐述了软件设计中如何实现复杂管路系统建模,系统边界特性参数的输入,自适应节点的生成、数值计算,水锤计算结果分析和显示,以及数据自动存储等完整的水锤计算功能.  相似文献   

6.
南水北调中线工程冬季输水冰情的数值模拟   总被引:5,自引:2,他引:3  
南水北调中线工程总干渠是由明渠和各种过水建筑物组成的树状系统,特点是线路长、过水建筑物类型多、冰水动力学响应过程复杂。本文将冰情发展模型与树状明渠系统复杂内边界条件下的渠道非恒定流模型进行集成耦合,开发了大型长距离调水工程冬季输水冰情数值模拟平台,提出了树状明渠系统复杂内边界条件的等效变换方法和计算冰盖前缘动态发展的虚拟流动法。根据实测的沿线气象资料和设计资料,利用该平台系统模拟了在寒冷气温条件下总干渠初冰、冰盖形成、发展和消融过程。分析了冬季输水的冰情特性及冰期输水能力,提出了冰期安全运行的水力控制条件,通过对典型年总干渠敞流期、冰盖形成期、稳封期、调度期以及开河全过程的模拟,给出了安全运行输水调度方案及建议。  相似文献   

7.
有压管道充水过程数值模拟   总被引:6,自引:1,他引:5  
杨敏  李强  李琳  郑杨 《水利学报》2007,38(2):171-175
基于明渠非恒定流的运动方程和连续方程,采用Preissmann四点隐式差分格式,结合虚拟流量法,对有压管道充水过渡过程进行了数值仿真模拟,该充水数学模型能模拟管道从无水变为无压流,再过渡到有压流的整个水流运动过程,其中包括漫流和明满过渡流。将该模型应用于南水北调天津干线有压输水系统充水仿真计算了充水过程中出现的水力过渡现象,最不利的情况出现在已经充满后的波动阶段,结果可为具体工程的充水操作预测水锤、规避风险和加强防护提供科学的依据。  相似文献   

8.
明渠输水是大型调水工程的常用手段,其运行控制的目标状态由恒定流解法求得,其调节过渡过程的稳态却由非恒定流数值解法得到,两者之间的差异直接影响系统控制的精度以及过渡过程时间。以南水北调工程为仿真背景,定量分析两者的差异及形成机理,并且对这一差异在系统控制中的影响进行分析。  相似文献   

9.
事故工况下的渠道水力响应及应急措施对大型输水渠道安全有着深刻的影响。以南水北调中线工程总干渠为研究对象,建立了事故工况的一维非恒定流数学模型,提出应急调度闸门控制规则,模拟分析了事故工况下渠道的水力响应过程。计算结果表明,事故渠段节制闸紧急关闭时间越短越有利于灾害控制,但是渠道水位壅高及退水量较大;节制闸闸前控制水位越高,则渠道水位壅高也越大,但弃水较少。  相似文献   

10.
南水北调中线工程总干渠水力学 仿真模型研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
以节制闸为边界将南水北调中线总干渠分为若干子段,采用闸门过闸流量公式、能量方程、圣维南(Saint-Venant)方程组和低压管流方程分别计算闸门水位流量关系、明渠恒定流、明渠非恒定流和有压建筑物非恒定流,以此建立总干渠水力学计算模型。通过双重迭代方法对水流方程、过闸流量方程进行联合求解,以模拟总干渠运行调度动态过渡过程,以京石段2008年输水实测数据对水力学模型进行验证,结果表明模型具有良好的收敛性和较高的精度。  相似文献   

11.
我国现行的工程设计规范中,对输水渠道的超高设计标准适应性不强,难以适应长距离、大流量的输水渠道超高设计。现代渠道设计中普遍采用了节制闸控制技术,水流控制过程会引起水位波动,在以往的超高设计中水流涌波考虑较少。从非恒定流角度,对渠道超高的主要影响因素进行了分析和实例计算,提出了有节制闸控制的长距离输水渠道超高设计公式和方法,可供渠道设计时参考。  相似文献   

12.
 为了保证灌溉渠道运行安全、合理调配水量,研究单一渠段的非恒定流过渡过程对促进灌溉管理水平是十分必要的。通过考虑灌溉渠道的不同运行方式以及节制闸的不同调控等综合影响,按照灌区常用的渠段上游常水深运行和下游常水深运行 2 种运行方式,应用渠道非恒定流数值模拟的特征线法及矩形网格计算格式,对梯形断面渠段由于不同闸门调控方式所引起的非恒定流过渡进行模拟,比较 2 种运行方式以及预报出各级节制闸调闸时间提前量,全面地反映系统动态并且较明确地模拟闸门调节过程。  相似文献   

13.
上游常水位自动控制渠道明渠非恒定流动态边界条件   总被引:3,自引:0,他引:3  
王长德  韦直林 《水利学报》1995,116(2):46-51,57
本文在分析灌溉渠道上游常水位闸门(即AMIL门)动态过程的基础上,建立了以闸门运动为动态边界条件的明渠非恒定流计算模型。通过对闸门动态过程数学模型的拉氏变换、Z变换和Z反变换,列出了描述闸门运动受水位变动影响的差分方程,将其与描述明渠非恒定流的一维计算模型互为边界条件,用非耦合算法计算,可以预报系统的过渡过程,为渠道和闸门的合理设计提供依据。  相似文献   

14.
渠道超高设计探讨   总被引:1,自引:0,他引:1  
为适应长距离、大流量的输水渠道超高设计,采用节制闸控制技术,考虑了水流涌波,通过典型渠道的非恒定流水力学数值模拟方法,研究了大量渠道水流变化过程中水位变化幅度的案例。根据模拟计算结果,拟合出一条流量─最小超高值关系曲线,供渠道设计参考。  相似文献   

15.
选取南水北调中线工程输水干渠中的澎河和澧河退水闸,采用一维非恒定计算软件,模拟计算各种紧急情况下干渠中的非恒定流态,对其退水能力进行分析和校核。结果表明:渠段两端闸门同时紧急关闭且退水闸不启用时,渠段中的水面会发生长时间的振荡。同时关闭草墩河和澎河节制闸以及该渠段间的分水口时,在设计流量下,即使不开启退水闸,也不会引起渠道漫溢;在加大流量的情况下,澎河退水闸和澧河退水闸必须同时启用至少3 h才能有效避免漫溢事故的发生。所关闭的两个节制闸间的渠段越长,退水闸运行的时间也越长。  相似文献   

16.
A simulation of unsteady separating flow in an expanding flume is presented inthis paper.The numerical modeling is based on a general horizontal 2-D mathematical model ofunsteady flow.It is verified that the flow pattern,whirlpool length and maximum reversalvelocity reasonably agree with the data from flume tests and this result could be an additionalproof for the validity of the earlier developed mathematical model.  相似文献   

17.
The study of flow diversions in open channels plays an important practical role in the design and management of open-channel networks for irrigation or drainage.To accurately predict the mean flow and turbulence characteristics of open-channel dividing flows,a hybrid LES-RANS model,which combines the large eddy simulation (LES) model with the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) model,is proposed in the present study.The unsteady RANS model was used to simulate the upstream and downstream regions of a main channel,as well as the downstream region of a branch channel.The LES model was used to simulate the channel diversion region,where turbulent flow characteristics ate complicated.Isotropic velocity fluctuations were added at the inflow interface of the LES region to trigger the generation of resolved turbulence.A method based on the virtual body force is proposed to impose Reynolds-averaged velocity fields near the outlet of the LES region in order to take downstream flow effects computed by the RANS model into account and dissipate the excessive turbulent fluctuations.This hybrid approach saves computational effort and makes it easier to properly specify inlet and outlet boundary conditions.Comparison between computational results and experimental data indicates that this relatively new modeling approach can accurately predict open-channel T-diversion flows.  相似文献   

18.
本文应用平面二维不恒定流数学模型成功地模拟了不恒定分离流的回流。通过与相应的明渠不恒定分离流的试验结果比较,流动图案、回流长度及正反向最大流速均相吻合,从而证明本文所依据的数学模型是正确的。  相似文献   

19.
保水堰的交替水流数值模拟初探   总被引:3,自引:1,他引:2       下载免费PDF全文
为了对保水堰的交替水流进行数值模拟,依据保水堰恒定流情况下的工作特性,将保水堰的水流形态分成堰流和满流两种状态,分别建立保水堰不同流态下的非恒定流数学模型。分析两种不同水流形态的交替机理,建立两种水流的转换条件,联立两种不同形态的数学模型构成保水堰的堰流和满流交替的非恒定流数学模型。利用数值计算的方法对保水堰的水流交替情况进行了模拟,结果表明,通过将两种流态的方程进行组合,可以合理地模拟保水堰的水流交替过程。  相似文献   

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