基于CCHE模型的乌斯满引水枢纽水流数值模拟

通过CCHE2D平面二维水沙数学模型,采用非线性k-ε紊流闭合模型,有限元法离散控制方程和时间行进格式求解方程对塔里木河乌斯满枢纽模型进行二维水流特性数值模拟。分析了枢纽上下游水流水面形态变化、断面流速变化以及水位高程变化。探讨了引水闸及泄洪闸对计算河段水流流态的影响。将各典型断面水面高程变化与物理模型试验实测值进行对比,得到二者水面变化趋势基本一致。结果表明:CCHE软件能较好地运用于引水枢纽工程水流运动的数值模拟。     

湘江长沙综合枢纽隔板型式鱼道三维水流数值分析

鱼道是航电枢纽的重要组成部分.文章基于双方程紊流模型建立三维水流数学模型.利用数学模型开展湘江长沙综合枢纽隔板型式鱼道水流条件计算,得到了三维水流型态、流速场、最大流速、平均流速、最大流量、综合流速系数等水力学特性,为鱼道的设计和优化提供科学依据.     

深圳上埔引水口水流三维数值模拟

该文采用三维水流数学模型对深圳上埔引水口设计方案水流状况进行研究,以雷诺方程组为基础,采用刚盖假定、k～ε紊流模式,结合相关边界条件和初始条件建立了三维数学模型,对上埔引水口的水流状况进行了模拟,给出了进水口流速分布,计算结果与物理模型试验结果吻合.     

深圳上埔引水口水流三维数值模拟

该文采用三维水流数学模型对深圳上埔引水口设计方案水流状况进行研究，以雷诺方程组为基础，采用刚盖假定、κ-ε紊流模式，结合相关边界条件和初始条件建立了三维数学模型，对上埔引水口的水流状况进行了模拟，给出了进水口流速分布，计算结果与物理模型试验结果吻合。     

三维水沙数值模拟中紊流随机理论应用初探

在平面上采用一般曲线坐标,在垂向上采用σ-坐标变换,用模式分裂法求解自由面水位,采用窦国仁紊流随机理论[1]构建紊流随机模型下的水流泥沙三维数学模型,采用有限体积法离散方程,并针对水工构筑物附近水流运动特点,采用动水压力校正法求解耦合的压力和速度场,在泥沙起动流速里考虑了垂向流速的影响,把计算结果与试验结果及基于Boussinesq假设的紊流模型计算结果进行了对比,表明在同等计算条件下,基于紊流随机理论的紊流模型有更精确的模拟效果,能较好的反映三维水流泥沙的运动和输移情况。     

基于高地温引水隧洞的温度场数值模拟研究

本文结合能量传输方程,采用k-ε紊流模型,考虑温度场和流场的相互作用,并根据工程实际数据和环境状况,建立了三维引水隧洞水温预测模型。应用FLUENT计算软件对拟通水的齐热哈塔尔水电站引水隧洞的水温变化情况进行预测。通过与岷江映秀湾水电站有压引水隧洞进出口水温原型观测数据作对比,验证所用数学模型具有较高的可靠性。预测结果表明,由于引水隧洞高地温问题十分严重,过洞水流的温度有一定增加。基于模型的建立基础,预测结果准确可靠,为建设工程和下游水环境保护提供了科研依据。     

长距离无压引水隧洞水气两相流数值模拟

采用计算流体力学软件STAR-CD的水气两相流耦合VOF法的三维标准k-ε紊流模型对长距离无压引水隧洞进行了模拟计算。计算中引入考虑糙率影响的壁面函数,并用PLIC方法对水气交界面进行了重构。通过与引额济乌一期工程尾部调节水库泄水洞模型试验结果的对比表明,计算结果与实测数据基本吻合,说明所采用的数学模型是可行的。应用此模型对新疆八十一大坂长距离无压引水隧洞水气两相流进行了模拟,结果表明长距离无压引水隧洞在隧洞进口处出现水流扰动区,在主支洞交汇处出现水流漩涡区,在隧洞出口处出现水流突变区,并分析了隧洞沿程过     

水流掺气分期导流工程全流场三维数值模拟分析

文章综合漂移通量模型、卷气模型和紊流模型,三维数值模拟了某实际导流工程下泄水流局部掺气的影响。针对复杂地形条件的导流工程采用CATIA软件建立三维几何模型。然后对溢洪道水流局部掺气条件下的导流工程整体流场利用Tru VOF水流自由表面追踪法、卷气模块及RNG k-ε紊流模型进行了计算,从而揭示了水力参数压强、水位和流态的分布规律,通过对比分析数值模拟结果和物理模型试验验证了模型的可靠性。研究表明:数值模拟能够较为准确的计算上游围堰设计高程,在导流工程流场计算中具有较强的科学性和有效性;在三维流场中引入卷气模块较好的揭示了掺气范围、水流掺气浓度、压强及流速分布特征,可为其他类似工程的计算模拟提供一定参考价值。     

河道内生长有高等水生植物的水流模拟

引进结构复杂的连续介质流体力学的概念,建立有高等水生植被(HAV)覆盖的近似空间均匀的水流数学模型。模型方程适用于分析长有植物的明渠内紊流的垂直结构,模型经过测试计算,给出了某些水体内水生植被物群落中水流特性的计算与实验研究结果。开展这种实验遇到一些困难,需要改进流经HAV水流的数学模拟方法。     

黄河大柳树—沙坡头河段典型弯道水流运动平面二维数值模拟

建立了适体坐标系下的平面二维紊流水流数学模型,对黄河在宁夏回族自治区中卫市境内的大柳树—沙坡头河段典型弯道的水流运动进行数值模拟。为了反映弯道环流的影响,对动量方程进行修正,紊流模型采用修正的RNGk-ε模型。通过对黄河大柳树—沙坡头河段连续弯道水流运动数值计算结果与实测结果的对比分析,表明该模型能够准确地模拟具有复杂地形的天然河流弯道中的水流运动。利用所建立的模型计算了4种典型工况下水面的纵比降和横比降,得到一些有益的结论。     

泥沙需氧量测试仓选择的三维数值计算

泥沙需氧量（SOD）为河口、海湾、河流和湖泊等水域水质分析、水质数学模型中的试值较为可信.为了合理设计SOD现场测试仓,选择常用的圆柱形仓这种典型的SOD测试仓,采用基于RNG方法的κ-ε双方程紊流模型,求解仓内水流三维流场,分析3种进水型式仓内水流运动情况.根据数学模拟结果分析,考虑SOD现场测试的要求,提出较为合理的现场测试仓布置方式.数学模型计算结果得到了实验室测量值的比较和验证.     

动床k-ε紊流模型研究

紊流k-ε模型是近20年发展起来的、并较适于模拟紊流运动的数学模型之一,它的特点是,用紊动动能k和紊动能量耗散率ε来表征紊流的局部状态并封闭雷诺方程式。本文在紊流k-ε模型和窦国仁悬沙冲淤模式的基础上,提出二维动床紊流k-ε模型。并据此计算在明渠水流中设置方墩以后的河床冲淤变化。计算结果表明,该模型所预报的水流流态和河床冲淤部位与实际情况基本一致,且特别适用于有回流分离区的局部河段的河床变形的计算。     

掺气坎后射流空腔积水的二维 紊流数值模拟

在不考虑掺气浓度分布情况下将掺气坎上的水流流动按水气分层两相流进行研究,采用 VOF方法和k}e紊流模型进行数值模拟,得出了不同类型坎下积水情况和水舌形态。研究认为,掺 气坎体型尺寸及下泄流量不变时,掺气空腔内积水程度随泄槽底坡加大而减弱直至消失;掺气坎体型 不变,佛氏数的变化仅随流速变化时,佛氏数增大则积水程度减弱直至消失。对某大型水利工程放空 洞掺气挑坎的数值计算结果与试验结果吻合较好,表明将紊流数学模型用于掺气坎后射流空腔积水的 数值模拟是合理可行的。     

南水北调西线明流引水洞高速水流掺气浓度的计算与测量

通过对南水北调西线阿安引水工程的高速水流掺气浓度模型试验的成果,对高速水流掺气的原理进行分析,并采用目前国内外常用的高速水流掺气水深计算的经验公式,对高速水流掺气浓度进行计算,确定掺气浓度是否能达到免蚀的要求。     

超高水头竖井旋流泄洪洞不同湍流模型数值模拟

基于VOF法,分别选取标准k-ε紊流模型、RNG k-ε紊流模型和Realizable k-ε紊流模型,对某一超高水头、大泄量竖井旋流泄洪洞的水力特性进行数值模拟,并将紊流模型计算结果与模型实验数据进行了对比分析。结果表明:3种紊流模型模拟计算所得的空腔直径、竖井壁面压强、旋流角等参数变化趋势与模型试验测试结果基本相同,但量值有所差别。相比较而言,Realizable k-ε紊流模型计算所得旋转水流的空腔直径、压坡底板与部分竖井壁面压强、旋流角在量值上更接近试验测量值。因此,Realizable k-ε紊流模型能够更好地模拟这种具有超高水头、大泄量、强旋转并带有自由液面旋转水流的水力特性。     

杨树浦港贯流泵流道流态的计算分析

本文采用三维不可压缩雷诺平均N-S方程作为紊流的控制方程,对杨树浦港泵站4台双向贯流泵组在排涝和引水工况下的进出水流道进行模型计算,从而得出合理的流道布置。     

掺气紊动水流基本方程式的应用

本文给出了掺气水流的运动、连续、质量平衡、动量及能量诸基本方程式.考虑了在运动方程式中出现的浓度紊动应力项的重要意义,应用普兰特紊流的混合长度理论,对二元明渠掺气均匀水流的流速分布公式进行了推导.在邻近渠底部分,紊动受底边界约束,混合长度与对底距离成正比,流速分布与通常均质紊流相似,为对数曲线.在邻近水面的部分,紊动自由,混合长度为常值,流速分布为直线的.二分布式均与已有的试验结果符合.文中还继续根据分布式给出了谢才系数依据水流倾角、雷诺数、断面平均掺气浓度及渠底掺气浓度而变的表示式.     

动床k—ε紊流模型研究

紊流ｋ－ε模型是近２０年发展起来的，并较适于模拟紊流运动的数学模型之一，它的特点是，用紊动动能ｋ和紊动能量耗散率ε来表征紊流的局部状态并封闭雷诺方程式。本文在紊流ｋ－ε模型和窦国仁悬沙冲淤模式的基础上，提出二维动床紊流ｋ－ε模型。并据此计算在明渠水流中设置方墩以后的河床冲淤变化。计算结果表明，该模型所预报的水流流态和河床冲淤部位与实际情况基本一致，且特别适用于有回流分离区的局部河段的河床变形的计算     

泵站前池水流数值模拟研究

泵站前池的水流流态直接影响泵站的效率,从而直接影响枢纽功能的实现。本文对泵站前池水流进行数值模拟研究,计算采用SIMPLEC算法求解三维水流紊流方程,结合大龙港枢纽防洪工程,较好地复演了泵站前池水流的流速场,并根据泵站前池进流的不均匀系数评判枢纽布置的合理性。     

二滩水电站1号泄洪洞水力特性与掺气减蚀的三维数值模拟

基于VOF法和k-ε紊流模型,对二滩1#泄洪洞进行了全流道三维数值模拟计算,获得了泄洪洞的流场及速度场、压力分布、水相分布及空腔、流速矢量等水力特征参数。计算结果表明:在原有体型通气孔侧墙部位,水流掺气不充分,出现局部负压,是造成该部位发生空蚀破坏的主要原因。本文所采用的数值模拟模型计算可以成为研究泄洪洞水力特征和掺气减蚀的一种方法。