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     

长距离无压引水隧洞水气两相流数值模拟

建立了长距离无压引水隧洞水气两相流耦合VOF法的三维标准k-e紊流模型,近壁面采用考虑糙率影响的壁面函数,采用PISO(Pressure-Implicit with Splitting of Operators)算法求解非稳态的水气两相流流场。应用计算流体力学CFD(Computational Fluid Dynamics)软件STAR-CD对某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;分析了隧洞沿程过水面积及气流量的变化规律,结果表明01支洞和02支洞补气不明显,03支洞补气明显;对某水库放水兼放空洞水深实测数据进行了验证对比,模拟结果与实验基本吻合。     

基于VOF法的长距离无压引水隧洞充水过程模拟

结合长距离无压引水隧洞充水过程,建立了水气两相流耦合VOF(Volume of Fluid)法的κ-ε紊流模型,近壁面采用考虑糙率影响的壁面函数,结合实际工程对长距离无压引水隧洞水气两相流进行了模拟.模拟结果表明:隧洞内水位随充水时间的增加逐渐上升并趋于稳定;对隧洞充水过程中沿程典型断面的水气两相流进行了动态分析,结果表明进口流量为65 m3/s时水流能顺利通过隧洞;对某水库放水兼放空洞水深实测数据进行了验证对比,模拟结果与实验结果基本吻合.     

混流式水轮机蜗壳与座环三维中湍流场的数值模拟

用数值方法研究混流式水轮机引水元件内部流场是优化其设计的一个重要手段。本文基于Navier-Stokes方程和标准的κ-ε紊流模型,采用贴体坐标和交错网格系统,用SIMPLEC算法对一模型机组的蜗壳、座环和导叶进行了联合计算,通过对不同工况下其内部三维湍流流场计算结果的分析,为改进和优化混流式水轮机引水元件的设计提供了一些有益的参考资料。     

基于混合 LES /ＲANS 方法的引水隧洞施工通风数值模拟

为了获取准确的水电工程引水隧洞施工通风瞬态流场信息并且提高计算效率,基于 Ｒealizablek － ε 两方程湍流模型建立引水隧洞施工通风三维非稳态混合 LES /ＲANS 模型,并结合某引水隧洞施工通风过程进行数值模拟,借助现场实测风速数据对数值模拟结果进行验证,同时将混合LES /ＲANS 模型的模拟结果与 ＲANS 模型和 LES 模型的模拟结果进行对比。结果表明: 混合 LES /ＲANS 数值模拟结果与现场实测数据较为吻合,其平均相对误差仅为 4. 9% 。混合 LES /ＲANS 方法仅需 1 163 996 个计算网格即可获得准确的瞬态风流场扩散规律,而 LES 方法所需网格数量近似为前者的2 倍。混合 LES /ＲANS 方法可以为水电工程引水隧洞的施工通风数值模拟研究提供重要的理论与技术支撑。     

凤岗隧洞前段开挖进度控制分析

凤岗隧洞为东深供水改造工程中的控制工程项目,隧洞前段是整个隧洞的重点部位全长2138．0m。断面型式为城门洞型。开挖宽度7．1-7．9m,高7．85-8．85m,为无压输水遂洞。     

上软下硬地层隧洞开挖面极限支护力及变形规律

确定隧洞开挖面极限支护力最值在隧洞开挖中极为重要。当盾构机通过上软下硬复杂地层时,若隧洞开挖面支护压力控制不当,极易引起隧洞开挖面失稳,对施工安全构成巨大威胁。针对上述状况,采用引入孔隙水压力修正后的计算模式对某盾构隧洞开挖面极限支护力进行了理论计算,并利用数值模拟方法对上述计算结果进行了验证。对复杂地质条件下盾构施工引起的开挖面变形及开挖面前方地表沉降、隆起规律进行了分析。相关成果可为复杂地质条件盾构隧洞开挖面极限支护力最值的确定及安全施工提供依据。     

小断面长引水隧洞开挖爆破与供风设计

小断面隧洞由于洞径狭小,施工作业面不利于大型机械的布置.文章用工程实例介绍了选择合理的洞挖爆破方式、钻孔机械、布置合理的炮孔、起爆顺序、通风散烟.可以减少对隧洞围岩的干扰,确定合理的循环进尺,加快施工进度.     

隧洞开挖中爆破震动控制研究

四川瀑布沟水电站隧洞掘进生产性试验爆破过程中,通过爆破震动观测,全面了解与分析了各种爆破方法和施工部位的爆破震动形成机理、传播规律及响应特性.探讨开挖爆破对隧洞本身及相邻隧洞的震动影响,据此提出能够有效实施的洞室控制爆破方法.     

隧道群毗邻隧道上游出口污染空气对下游隧道空气的影响

毗邻隧道上游隧道出口污染空气会对下游隧道产生影响,恶化其运营环境。以Realizablek-ε三维紊流模型及多组分扩散传输为物理计算模型,采用FLUENT流体计算软件模拟了上下游隧道间不同污染物的浓度分布以及上游隧道在不同间距不同风速时对下游隧道的影响,同时,根据贴壁射流理论,对其进行了理论分析。结果表明:当隧道距离大于400 m,风速小于2 m/s时,毗邻隧道二次污染小于5%。当上游隧道射流风速为2.5 m/s时,由此计算的理论值和模拟值基本吻合。     

明流泄洪隧洞中自掺气流浓度分布及其计算

通过对明渠和明流隧洞中自掺水流的对比试验，研究了明流隧洞中洞顶的存在对掺气浓度分布的影响，试验结果表明：洞顶的存在可导致洞顶附近掺气浓度分布随高度的增加而减小的情况，同时，在水点跃移区的中上部高含气段，掺气浓度亦有所减小，甚至全断面掺气浓度均低于99％，根据有无顶盖时水点通量守恒的条件，建立了一个计算明流泄洪隧洞中自掺气流掺气浓度分布的理论公式，并在适当的假设前提下，对公式作了简化并对洞高分别为9cm和10cm情况下，不同流量、不同余幅的掺气浓度进行了计算，计算结果与试验资料吻合较好。     

光面爆破在隧道开挖中的应用

介绍了叶家庄隧道光面爆破施工技术,内容包括爆破器材的选定、钻爆原则、钻爆参数确定、钻爆施工及爆破控制等,在隧道施工中对减少围岩的扰动,保持围岩稳定,有效控制超欠挖,提高工程质量和进度,确保施工安全有着较好的应用效果.     

小浪底水利枢纽工程2#明流洞断层开挖

2^#明流洞全长1105m，其中下游洞长108m，开挖断面为直墙圆顶的城门洞型，尺寸为宽12．4m，高15．4m，在桩号为0 472--0 515处有F240断层通过，稳定性极差。断层开挖采用短进尺、弱爆破、强支护、勤监测等施工措施，成功地完成了施工任务。     

明流泄洪隧洞中自掺气水流浓度分布及其计算

通过对明渠和明流隧洞中自掺气水流的对比试验,研究了明流隧洞中洞顶的存在对掺气浓度分布的影响。试验结果表明：洞顶的存在可导致洞顶附近掺气浓度分布随高度的增加而减小的情况,同时,在水点跃移区的中上部高含气段,掺气浓度亦有所减小,甚至全断面掺气浓度均低于99%.根据有无顶盖时水点通量守恒的条件,建立了一个计算明流泄洪隧洞中自掺气水流掺气浓度分布的理论公式,并在适当的假设前提下,对公式作了简化并对洞高分别为9cm和10cm情况下,不同流量、不同余幅的掺气浓度进行了计算,计算结果与试验资料吻合较好。