泄水陡坡后的消力池数学计算模型选择

在工程实践中发现,泄水陡坡后消力池设计中,消力池尺寸的合适与否,往往需要物理模型实验验证,比较费时费力。通过采用数值模拟的研究方法,运用不同的数学计算模型,对不同消力池内部水流进行数值模拟,得出消力池内水流运动参数;并通过与物理模型试验结果对比可知,RNG k~ε计算模型对消力池内部复杂水流模拟较准确。今后实际工程中,可通过数值模拟的研究方法,运用RNG k~ε计算模型进行消力池内部水流模拟计算,从而完成消力池的设计与修改。     

泄水建筑物初拟尺寸优化方向的数值模拟

为探究楼庄子水流泄水建筑物初拟尺寸的可行性,以初拟泄水建筑物为研究对象,采用数值模拟的研究方法,以初拟泄槽及消力池尺寸建立模型,运用标准k-ε计算模型,结合流体体积分数法(VOF)追踪自由水面,对泄槽及消力池内部水流进行三维水气两相流数值模拟。通过设计工况计算成果,对比分析流速矢量图及水气两相流云图等,提出泄水建筑物初拟池长、挑角等处的优化方向,分析成果为后期优化泄水建筑物设计体型提供了理论依据。     

消力池挑流鼻坎试验优化设计研究

通过对某水库挑流消能工挑流鼻坎进行水工模型试验发现,入射水流横向扩散较差,水流集中,不利于下游河道消能防冲。调整平台和护坦宽度,设置斜挑坎,横向水流分布均匀,水舌入水点较理想。并用数值模拟方法对推荐体型进行计算,计算结果与水工试验结果基本一致,说明数值模拟方法可用于挑流消能体型设计,为类似工程提供借鉴。     

多级陡坡消力池内流场的数值模拟研究

为优化多级陡坡消力池设计尺寸,本文采用k-ε双方程模型结合VOF模型的数值模拟方法,对多级陡坡消力池内部水流进行三维水气两相流数值模拟.通过模拟校核工况下多级陡坡消力池流场,得到了模型内部水气两相流云图及流速矢量云图,经分析得出多级陡坡消力池第一二级池深、第三级池长有待优化的结论.本研究成果为优化多级陡坡消力池尺寸提供...     

闸门瞬间泄洪流态数值模拟

采用FLUENT软件对闸门瞬间泄洪流态进行数值模拟,对某闸室底流消能消力池的水流流态进行数值分析。针对模拟结果,优化消力池结构布置型式,为工程的可靠性提供参考意见。     

岸边溢洪道过流体形的数值模拟分析

以某大型水电站溢洪道中槽为研究对象,应用数值模拟对其体形进行分析.通过与1:40物理模型试验成果的对比表明,数值模拟能较好地对溢洪道泄流能力、分流墩后水面爬高现象、溢流堰压力特性、掺气坎空腔形态、挑流鼻坎压力特性等主要水力学参数进行模拟,且可信度较高,计算结果验证了溢流堰体形、掺气坎及挑流鼻坎体形基本可行.通过计算还表明,标准k-ε双方程紊流模型不能重现掺气设施空腔回水;VOF模型虽能对泄槽底板气相分布进行定性模拟,但不能对与掺气相关的水力参数(通气井风速、空腔负压等)进行定量计算,通气井尺寸设计需参照物理试验成果.     

细河北台段拦河坝工程橡胶坝消能防冲设计探讨

在拦河坝工程施工中,橡胶坝溢流流态比较复杂,计算工况选择对橡胶坝消能防冲设计有着至关重要的影响。本文以辽宁本溪细河北台段拦河坝工程橡胶坝消能防冲设计实例,阐述了控制工况的选择及其相应的消力池、海漫、防冲槽设计计算。通过数值模拟水流流态,验证了主要消能防冲结构——消力池的设计合理性,以期对相关工程设计有所借鉴。     

宽尾墩联合底流消能三维数值模拟

宽尾墩和消力池联合消能在水利枢纽工程中已经得到广泛应用,为了进一步研究其消能方式的水力特性,采用RNGκ-ε双方程紊流模型和VOF方法对某表孔泄洪闸的泄洪水流进行三维数值模拟,对宽尾墩表孔泄流能力、水流流态和流速、闸室内水面线、掺气情况等进行了研究,并结合物理模型试验结果对数值模拟结果进行了验证。结果表明,将宽尾墩应用于溢流坝,形成宽尾墩+消力池一体化消能设施,兼有宽尾墩和消力池底流消能的优点,联合消能效果良好。     

扭曲型挑坎挑流的数值模拟

采用RNGK-ε湍流模型与VOF多相模型对扭曲型挑坎挑流进行水气两相流三维数值模拟,模拟了挑坎里的自由水面与挑流的空中轨迹线,得到计算域的速度、压强、湍动能K与湍动能耗散率ε的分布、内外挑距与水舌宽度,并与物理模型的试验结果进行比较,两者吻合良好,验证了该数值模拟方法的可靠性、合理性。     

楼庄子水库溢洪洞出口消能型式数值模拟分析

采用数值模拟方法,对楼庄子水库溢洪洞出口底流消能与挑流效能两种初拟方案进行分析研究,运用标准k-ε计算模型结合流体体积分数法(VOF)追踪自由水面,对溢洪洞不同方案进行了三维水气两相流数值模拟。通过同等计算条件下,设计工况计算成果分析,对比了两种方案的流速矢量图及水气两相流云图,结果:底流消能效果较好;两方案中,底流消能池深、挑流消能挑角均应进一步优化。     

陡坡后消力池水流数值模拟计算中模型选择研究

在工程实践中发现,泄水陡坡后消力池优化设计中,往往需要物理模型试验验证,比较费时费力。该文采用标准 k-ε模型、及RNG k-ε模型,对不同消力池内部水流进行数值模拟,得出消力池内水流运动参数;通过与物理模型试验结果对比,发现RNG k-ε计算模型对消力池内部复杂水流模拟效果较好。今后实践工程优化中,可运用RNG k-ε计算模型进行消力池内部水流模拟计算,优化消力池的设计参改。     

导流泄洪洞水力分析计算与试验研究

以某水电站工程实例为研究对象,对导流泄洪洞泄流能力、压坡线和挑流消能结果进行验证。结果表明,所述工程的导流泄洪能力和压坡线计算结果与试验结果基本一致,而消能计算结果与试验结果相差较大,通过对挑距计算和模型试验研究,发现普遍存在计算挑距大于试验实际结果的情况。     

溢洪道挑流鼻坎水气二相流数值模拟研究

针对某溢洪道挑流消能存在的问题,采用VOF方法、立方体网格和k-ε紊流模型对溢洪道整体水力特性进行了三维数值模拟,对挑射水流流态、水舌掺气、水垫塘底板压强、下游河道流速等方面进行了分析。将某溢洪道由原高低式挑流鼻坎修改为差动式后,增大了下泄水流入水范围,提高了挑流消能的消能效率,减小了水垫塘底板压强,降低了下游河道水流流速。优化方案数值模拟结果得到了模型试验结果的验证。     

贮灰场排洪系统消力池数值模拟

本文主要通过计算机数值模拟，对某贮灰场排洪系统消力池消能问题进行研究。消力池消能的关键是体型设计，经过分析设计了两个方案。通过对消力池内水流的数值模拟，得到两种方案的流态、水面线、流速、压强等参数，最终通过分析比较选出优化方案。     

泄水陡坡后消力池的水跃特性数值模拟

水跃消能是水利工程中经常采用的消能形式,国内外许多学者对水跃进行了大量的研究。在工程实践中发现,泄水陡坡后消力池内水跃的水力特征值与规范方法计算得到的值有较大差异。通过对不同坡度的陡坡后消力池内水跃特性进行数值模拟,结合室内模型试验,分析了陡坡消力池内陡坡坡度与水跃长度的关系,并对比了数值模拟所得的水跃长度值与经验公式及模型试验结果。研究结果表明,数值模拟结果与实测值相对误差较小,经验公式的计算结果误差较大。因此,在今后实际工程设计中,可通过数值模拟的方法对陡坡后消力池长度进行初设。     

某水库阶梯溢洪道水力特性研究

采用标准k-ε双方程紊流模型,结合VOF法,对某水库阶梯溢洪道的水面线、流速、底板压强等水力特性进行了数值模拟,部分计算结果与1∶30比尺水工模型试验的结果进行了对比验证。结果表明:单宽流量较大时阶梯段水流为滑移水流流态,阶梯段水面较稳定;消力池内为淹没水跃,水面波动剧烈。台阶水平面外缘的压强明显大于内侧,各个台阶的压强分布规律一致,阶梯加消力池联合消能的效果显著,可供类似工程参考。相关水力参数的数值计算值和试验结果吻合良好,三维紊流数值计算可以获得流场的详细信息,表明采用上述紊流模型来计算阶梯溢洪道的流场是可行的。     

马岩洞水电站大坝冲沙孔三维数值模拟分析

文章利用FLUNET软件,采用κ～ε紊流数学模型,VOF方法来模拟跟踪自由水面,求解三维数值方程,对马岩洞水电站大坝冲沙孔体型水流按定常流动进行了三维数值模拟与比选.通过比较分析,优化了泄水建筑物体型,为工程设计提供参考.通过工程实际运行表明：冲沙孔的泄流能力、流态、挑距等计算结果与实际运行结果吻合良好,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.     

新疆头屯河水库溢洪道挑流鼻坎数值模拟

采用数值模拟的研究方法,以头屯河水库溢洪道挑流鼻坎为研究对象,运用标准k-ε计算模型结合流体体积分数法(VOF)追踪自由水面。对溢洪道进行三维水气两相流数值模拟,通过与不同工况下物理模型试验数据相对比,证实了溢洪道数值模拟计算所得数据的准确性。研究成果为后期使用数值模拟的研究方法进行溢洪道挑流鼻坎优化设计提供了理论依据。     

溢洪道挑流消能段水气两相流的数值模拟

为探究数值模拟计算所得溢洪道挑流数据的准确性,结合水气两相流VOF方法,采用标准k-ε模型对溢洪道中水气两相流进行了三维数值模拟。研究成果表明,计算域的流线、流场及水气运动过程与物理模型实验数据吻合良好,计算误差较小,为后期使用数值模拟的研究方法对溢洪道及挑流鼻坎型式的设计优化提供了理论基础。     

泄洪洞扭曲型挑坎数值模拟应用

为探究验证泄洪消能工扭曲型挑坎的可行性和合理性,以红岩河水库右岸泄洪洞末端扭曲型挑坎为例,采用标准k-ε湍流模型和VOF多相流模型对扭曲型挑坎进行水气两相流三维数值模拟。研究结果表明计算域的整体流态及水面线高程与水工模型试验数据吻合良好,计算误差较小;挑距挑高及冲刷坑深度数据均显示挑坎布置合理,运行安全;下游冲刷趋势与流速紊动能分布均显示消能充分,水流顺利归河。为后期使用数值模拟的研究方法对大交角狭窄河道情况及挑流鼻坎型式的优化设计提供了参考和借鉴。