基于VOF模型的台阶式溢洪道数值模拟

为了深入研究台阶式溢洪道水流特性,通过利用FLUENT软件,采用标准k-ε紊流模型模拟湍流流场和VOF模型追踪自由水面的方法对某水库台阶式溢洪道流场进行数值模拟,得到了台阶式溢洪道的自由水面、水流流场、压强分布等水力特性,并与物理模型试验结果进行对比.结果表明:计算值与实测值吻合较好,数值模拟能够快捷获得更加全面的流场信息;同时发现,台阶内存在漩涡,紊动能和紊动耗散率较大,台阶水平面存在压强峰值,而垂直面出现负压区,可为台阶式溢洪道的优化设计提供可靠的参考依据.     

数值模拟技术在台阶式溢洪道台阶段优化设计中的应用

通过引入VOF方法的RNGk-ε双方程紊流模型,对台阶式溢洪道上不同布置彤式的台阶段进行了二位数值模拟。通过模拟,得出了台阶段的不同布置形式对台阶段消能率、水流流态、初始掺气点位置和压强分布规律的影响。说明采用数值模拟技术对台阶段的不同布置形式进行优化设计是可行的,也是十分必要的。     

基于FLOW-3D软件的溢洪道三维水流数值模拟

采用FLOW-3D水流计算软件模拟了溢洪道挑流消能的三维水流流场,并通过调整溢洪道平面布置、增设贴角和改变预挖冲坑范围等措施对溢洪道原设计方案进行了优化。结合水工模型试验成果,对原设计方案和优化方案的水流流态、流速分布和水面线等水力特性进行了对比分析。数值模拟计算结果与水工模型试验比较吻合,说明优化方案的有效性,也进一步表明三维数值模拟的可行性。     

察汗乌苏溢洪道流场二维和三维数值模拟对比

为了选择较为理想的研究溢洪道水流特性的数学模型,结合察汗乌苏水电站工程实例,利用数学模拟对其溢洪道流场的水流特性分别进行了二维和三维模拟,分析其可行性和存在的问题。采用标准的k~ε紊流模型描述水流流动、VOF模型跟踪水流自由表面,得到水深、流速和压力等一系列水力要素计算值,并将他与物理模型试验数据对比验证,结果基本吻合。分析研究表明:二维模拟完全满足溢洪道挑流鼻坎段前的水力特性研究需求,如若重点关注挑流鼻坎段水力要素特性,则建议使用三维数值模拟。     

基于RNG k-ε紊流模型的溢洪道水力特性数值模拟

为分析溢洪道的水力学特性,基于VOF法和RNG k-ε两方程紊流模型,根据溢洪道的布置方案,对不同水位工况下溢洪道的水力学问题进行数值模拟研究,分析溢洪道的水流流态、泄流能力、水面线、挑距和消能率。数值模拟结果表明：溢洪道水流流态平顺,无严重摆动和激荡现象;边墙设计高度均大于校核水深与安全加高之和;数值计算的泄流量较规定公式计算结果大;库水位越高挑距越大,消能率越高。     

基于VOF法的溢洪道三维流场数值模拟

溢洪道设计过程的模型试验的流动特性的预期结果通常不能在特定情况下测量,但是可以通过数值模拟获得许多这种信息.在校核洪水位(650.39 m)和设计洪水位(653.36 m)条件下,利用FLUNT软件,基于VOF(流体体积法)多维两相流模型和标准k-ε方法模拟整个溢洪道的水流特性.两种方案溢洪道表面高程、压力和流速的数值...     

阶梯式溢洪道的数值模拟研究

为了充分研究阶梯溢洪道对水流的影响,采用标准k~ε模型模拟紊流,利用VOF法追踪自由水面,分别对某阶梯式溢洪道在设计洪水位和校核洪水位下进行了三维流场数值模拟,并将沿程水面高程、底板压力及断面流速分布的计算结果与模型试验数据进行对比验证,两者吻合良好,数值模拟能够快速提供更加细腻、完整的流场信息。计算发现,最大负压值位于首个台阶立面处,从而为溢洪道的优化设计提供可靠的依据。更多还原     

溢洪道挑流消能数值模拟计算模型的选择

采用数值模拟的研究方法,以溢洪道为研究对象,分别采用标准k-ε模型与RNG k-ε模型,对溢洪道进行二维水气两相流数值模拟,通过与物理模型试验数据相对比,探究不同计算模型对溢洪道数值模拟计算所得数据的准确性。经验证标准k-ε模型计算所得结果较为准确,且耗时较短。     

乱木水库溢洪道水流数值模拟

乱木水库溢洪道采用戽式消力池,池内水流流态复杂,消能效果难以确定.采用基于VOF方法的k-ε双方程紊流数学模型对下游消力池的水力特性进行数值模拟,并优化了体形.     

高水头岸边泄洪洞水力特性的数值模拟

为了探索采用数值模拟的方法来研究高水头岸边泄洪洞水力特性的可行性,用Fluent商用计算软件,对某电站岸边泄洪洞进行了数值模拟研究,得到了泄流能力、压强沿程分布、水流空化数、通气设施进气量、空腔形态及挑距等,并将部分计算结果与模型试验结果进行了比较,两者符合较好,表明采用数值模拟的方法研究龙落尾式泄洪洞的水流是可行的。但是,数值模拟暂时不能正确的反映掺气水深及洞顶余幅。     

数值模拟在溢洪道体形优化中的应用

利用k-ε双方程紊流模型,采取瞬态PISO算法求解压力—速度耦合的方法,结合VOF追踪自由表面对溢洪道体形进行数值模拟优化,得到了溢洪道内流态、沿程水深和底板压力的分布。通过物理模型试验验证,两者结果吻合较好,说明数值模拟方法能方便地应用于溢洪道体形优化。     

百色市那坡水库溢洪道设计及其三维流场数值模拟研究

文章对广西百色市那坡水库溢洪道进行设计,确定定型设计水头,通过消能防冲计算确定溢洪道反弧半径及挑流鼻坎的挑角,通过溢洪道水面线计算及剖面设计确定溢洪道边墙高度及WES曲线顶部曲线段、直线段和反弧段构造.基于有限体积法利用FLUENT软件建立气水两相湍流模型,对那坡水库溢洪道过坝水流进行三维数值模拟,对校核洪水位及设计洪水位工况下的流速分布及水面线进行验证.结果表明:文章建立的模型能较准确地模拟那坡水库溢洪道的流场分布和水动力特性,验证了设计的合理性,为可研阶段溢洪道设计提供了数据支撑.     

宽尾墩+阶梯溢流坝+消力池的紊流数值模拟

宽尾墩 阶梯溢流坝 消力池一体化的坝面泄流形式是我国科技工作者提出的新型水工设施,已在实际工程中有所应用,但缺少数值计算成果。阐述了针对这种极其复杂的坝面形式进行的数值模拟,计算了设计和正常水位条件下的水力特性和宽尾墩进出口处的紊动能以及耗散率,数值计算结果与试验数据基本吻合。数值计算时单宽过量已达141m3/s·m,对宽尾墩 阶梯溢流坝 消力池一体化的方式有必要进行更深入的研究。     

克孜加尔溢洪道控制段体形优化的数值模拟

通过采用RNGk～ε模型模拟湍流,利用VOF法追踪自由水面,对克孜加尔溢洪道的双孔闸门与单孔闸门方案进行三维流场数值模拟,并将两种方案下的溢洪道自由水面高程、断面流态模拟计算结果进行对比,分析表明双孔方案由于受到闸墩以及较大折冲角度的影响,单孔方案比双孔方案控制段后水流流态更好,其结果为溢洪道控制段体形优化设计提供了参考。     

台阶式溢洪道体型设计及掺气减蚀优化试验研究

根据三塘沟水库基本情况,建立水工模型试验得出原设计方案无法满足下泄流量要求,通过水工模型试验对其进口体型进行调整后可安全下泄设计流量,台阶起始端两侧通气孔掺气效果明显,第4级台阶开始掺气充分,原设计掺气位置设计合理,所有运行工况下,水流空化数最小值为0.29,故该工程不会发生空化空蚀破坏。体型修改方案和空化数的计算可为类型工程提供参考。     

台阶式溢洪道的水力特性

台阶式溢洪道是水利工程中常见的新型泄洪消能方式之一,相比于其他消能方式有较高的消能率、能很好地降低溢洪道末端流速,工程造价低、不易发生空蚀等诸多优点。文章概述了台阶式消能工机理及其主要研究方法,归纳了学者对台阶式消能已有的研究结果,并从溢洪道表面台阶设置、水力特性参数、台阶自身形态与消能特性关系3个方面总结了消能率的影响因素,进一步讨论了"M"和"V"2种新型的台阶溢洪道消能特性,通过改变台阶形态增强了消能效果,较大程度地缩减了溢洪道的长度,降低了对下游消能设施的要求。     

台阶溢流坝的应用评述

根据台阶溢流坝坝面的水流流态及水力特性,结合运用已有的研究成果．对目前我国台阶溢流坝应用中有代表性的几个实例进行了分析和讨论,明确了台阶溢流坝在工程中的实际意义及其适应性,可供设计人员在工程设计中参考。