小石峡水电站溢洪道消力池结构优化的三维数值模拟

以新疆小石峡水电站为例,采用FLUENT软件、RNGk-ε紊流模型及VOF方法相结合处理了自由水面,并对溢洪道的流场进行了三维数值模拟,得到了优化溢洪道在设计流量1 856.2 m3/s时的泄流流态,并将消力池段自由水面线、底板压强、断面流速与模型试验结果进行了比较,结果表明数值模拟结果与模型试验结果吻合较好。     

查日扣水电站竖井旋流泄洪洞水力学数值模拟研究

水力学数值模拟计算具有成本低、效率高、计算精度高的优点,是水力学研究的新手段。为研究其在竖井旋流泄洪洞复杂水流特性的适应性,用k-ε紊流模型以及VOF方法,对查日扣水电站旋流泄洪洞进行了水力学数值模拟研究。研究结果表明:水力学数值计算在流量、流速、压强等方面与水工模型试验误差较小,计算精度比较高;在计算水流掺气量、通风流速、水流流线等方面,数值计算更有优势,能简单直观的给出结果;在计算水流脉动压力、河道的冲淤变形等方面还有一定的不足,要参考模型试验成果。更多还原     

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。     

三维数值模拟在泵站侧向进水前池的应用

泵站布置形式因进水方式不同通常分为正向和侧向两种进水方式,侧向进水时前池来流方向和前池中的主流方向存在夹角,此时由于弯道水流的运动特性,侧向进水前池容易产生主流脱壁、回流和漩涡等不良流态,难以形成良好的水泵进水条件,影响机组的安全运行。针对古德洛尔电厂一期侧向进水泵站前池,采用RNGκ-ε双方程紊流模型封闭雷诺平均的N-S方程,利用SIMPLEC算法对泵站前池及部分引水明渠水流流场进行三维数值模拟,对比分析设计方案修改前后前池水流的流速、涡量、水面线等水力参量分布特性,并以典型断面流速分布均匀度为目标函数分析整流措施前后前池内流速分布均匀度变化,验证了增加合理的整流措施可以有效改善前池流态。     

九龙峡水电站溢流堰三维数值模拟

利用 FLUNET 软件,以 k-ε湍流模型封闭 Reynods 方程,采用 VOF 法追踪自由水面,对九龙峡水电站表孔溢流堰的水流按定常流动进行了三维数值模拟。结果表明：溢流堰的泄流能力、水面线、压力分布和流速分布等计算结果与模型试验实测结果吻合良好,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     

惠南庄泵站前池水力特性三维紊流数值模拟

现采用两方程κ-ε紊流模型和VOF多相流方法对惠南庄前池泵站进行了三维数值模拟，并对加大流量情况下高，低水位两种工况前池流态特征进行了分析比较。结果表明，该前池设计方案基本合理，运行中没有出现明显的不利流态，但不同运行水位下拦沙坎对其附近及下游流态的影响存在一定差别。     

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...     

桐子林水电站明渠弯道流场三维数值模拟

采用κ～ε紊流模型结合自由面追踪的VOF方法对桐子林水电站明渠弯道消力池流场进行了三维数值模拟,并与物理模型试验值进行了比较,结果表明,计算值与试验值吻合良好.数值模拟获得了物理模型试验难以测量的流场详细信息,尤其是横向紊动特性及其发展演变的过程,结果令人满意.计算结果为导流明渠体型优化提供了重要参考,表明数值模拟应用于导流建筑物的体型优化研究中具有独特优势.     

三维宽顶堰紊流场数值模拟及分析

本文利用三雏标准k-ε紊流数学模型,选择VOF方法追踪自由表面,采用气液两相流计算模型对宽顶堰流场进行了数值模拟,计算结果与试验数据较为吻合.模拟结果表明,数值模拟能够广泛应用于数值模拟带有复杂自由表面的泄水建筑物紊流场.     

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.     

大型水电站隧洞开挖施工的三维数值模拟研究

随着我国水电站装机巨型化,隧洞大型化的发展,特大断面隧洞的出现使其施工面临严峻的考验。隧洞作为水电站的关键设施,对其施工导流、泄洪起着尤为重要的作用。利用ANSYS对大型隧洞开挖进行数值模拟,以了解大型隧洞的位移场分布,选择合适的开挖方案。对保障施工安全、加快施工进度均具有十分重要的意义。     

带差动挑坎的溢洪道流场三维数值模拟

采用RNGκ-ε紊流模型和VOF方法对某工程带差动型挑坎的溢洪道流场进行了三维数值模拟研究,详细描述了差动坎处的流速、压强等水力参数的分布规律,得出了高低坎挑射水舌的挑距、入水角。将部分结果与试验对比,符合良好,验证了数值模拟是准确可靠的,可作为模型试验的有益补充,为挑坎设计提供重要的参考依据。     

水电站进水口水力特性数值模拟研究

结合二滩水电站、小湾水电站、洪家渡水电站和天生桥一级水电站,采用k-ε紊流模型对其进水口水力特性进行了三维数值模拟,对进水口水头损失、流速分布及流态等方面进行了总结。数值模拟结果得到了模型试验结果的验证。     

数值模拟在彭水水电站通风气流设计中的应用

利用CFD技术对彭水水电站地下厂房发电机层气流组织进行了数值模拟计算。对不同的风口大小、风口数量、风口布置位置形成的室内速度场、温度场分布进行了分析对比,提出适合于实际的送风方案,并对所选方案的不同运行工况进行了数值模拟研究,研究表明：风口的布置形式对通风效果至关重要,不同的风口布置形式将会产生不同的通风气流组织形式,从而影响到厂房内的热舒适性和能耗。     

复杂引水系统水电站甩负荷过渡过程数值计算

为了确保某电站机组甩负荷的安全,对具有上游调压室、一管三机布置的复杂引水管路系统进行了机组甩负荷过渡过程数值模拟计算,确定了合理的导叶关闭规律,并将其作为机组设计和运行的依据。     

气幕防波堤消波性能数值模拟研究

该文将气液两相流看成是变密度单流体,以连续方程、雷诺平均方程和模型为控制方程,采用VOF方法追踪两相流界面,建立了气幕防波堤数值模型.基于Fluent软件平台,通过UDF在连续方程中添加附加质量源项实现了对气幕的数值模拟.数值计算得到的波浪透射系数同试验数据吻合较好.在此基础上讨论了入射波浪的周期和供气量等对气幕防波堤消波性能的影响.     

水电工程施工的三维可视化仿真技术研究

对水电工程三维可视化仿真中涉及的关键技术和难点进行了分析和研究,给出了相应的解决方法,并提出了一个面向水电工程施工的三维可视化仿真系统框架,展示了三维可视化仿真技术在水利工程中的应用前景。     

苏州河河口水闸垂直二维流动精细数值模拟

应用FLUENT对苏州河河口水闸的溢顶流动过程进行了数值模拟。计算结果表明,对正向挡水工况,闸门门顶较高时,过流流量较小,对下游床面冲击作用弱。当苏州河外侧水位为低水位时,形成的回流区中心较低,形成较大的床面流速,对底面护坦的冲击较强。与正向挡内河水工况相比。反向挡潮时,溢顶水流对内河侧河床的冲刷较弱。当内河侧水位降低时,溢流对床面的冲刷作用增强。正向挡水工况时,作用在水闸上的力矩为正值(顺时针方向),反向挡潮时,作用在水闸上的力矩为负值(逆时针方向)。     

基于VOF模型的泄槽内掺气槽的三维 流场数值模拟

通过采用RNGk}e模型模拟湍流,利用VOF法追踪自由水面,对设置掺气槽前后两种方案 的陡坡泄槽段三维流场进行数值模拟。模拟结果表明,VOF模型是模拟带自由表面水力学问题的较 好方法,能够较好地对掺气空腔的自由面进行追踪。数值模拟结果与模型实测值二者吻合良好,表明 该种方法可用于计算掺气槽内掺气空腔的长度。     

电站进水口的水流数值模拟分析

采用k-ε紊流数学模型对电站进水口水流进行了三维数值模拟。模型利用有限体积法对方程进行离散,采用对压强初始值依赖性不强且收敛性较好的SIMPLER数值方法,自由表面采用VOF追踪模拟法。结果表明:计算得到的流态、流速、压强及水头损失等水力要素与物理模型试验成果吻合较好,这说明所建立的模拟大区域复杂进水口水流的方法是可靠的,可为类似工程设计、计算提供参考。