侧槽式溢洪道水流的紊流数值模拟研究

针对侧槽式溢洪道侧槽段水流大尺度的横向旋涡、回卷表层水流与由溢流堰下泄水流相互作用后掺气、沿主流方向平均流速分布不规则的问题,采用RNGκ-ε紊流模型对侧槽式溢洪道水力特性进行了三维数值模拟,并与物理模型试验结果进行了对比,获得了水流流态、水面线、压强和流速等水力参数的分布特征。结果表明,计算值与实测值相吻合,该方法有效可行。     

某阶梯溢洪道与光滑溢洪道水力特性对比

某溢洪道工程原设计方案采用光滑溢洪道,但光滑溢洪道出口流速较大,挑距较远,对右岸岸坡造成冲刷破坏。对此,提出采用阶梯溢洪道替换光滑溢洪道的设计方案。为定量分析两种溢洪道水力特性,采用水工模型试验与数值模拟试验相结合的方法做了对比分析。结果表明,阶梯溢洪道的消能率明显大于光滑溢洪道的消能率,有效减小了溢洪道出口流速和挑距,避免了对下游岸坡的冲刷,该修正方案合理。研究成果可为类似工程提供参考。     

设有掺气挑坎的台阶式溢洪道的三维数值模拟

利用引入VOF方法的RNGk-ε双方程紊流模型,对在台阶首部设置掺气挑坎的台阶式溢洪道进行了全程的三维数值模拟。通过模拟,得出计算域的水面线、速度场和压强场等水力特性,并用物理模型实测值对数值计算结果进行验证,两者吻合较好。说明采用数值模拟的方法研究台阶式溢洪道,以此得到真实的水力特性是可行的。     

戽流消能水力特性数值模拟

采用RNG κ-ε紊流模型,结合气液两相流VOF模型以及标准壁面函数法对干捞水电站戽流消能水力特性进行数值模拟。得到了在设计洪水位条件下溢流坝下游河床自由水面、压强、流场分布以及消能影响范围等水力特性的变化规律。通过模拟结果与电站实际运行情况进行对比分析可知,本方法能够准确模拟出戽流消能的各项水力特性,并且为消能工的设计和优化提供参考依据     

基于Fluent的辫状水槽水流三维数值模拟

为研究辫状河道水流运动规律,应用计算流体力学Fluent软件,基于Realizable κ-ε湍流模型及水气二相流流体体积函数法(VOF)模型,建立了辫状水槽水流的三维数学模型,模拟了辫状水槽4种工况下不同尺寸的流场分布,并对比分析了数值结果与实测资料。结果表明,数值模拟能较好地反映流场分布规律;支槽分离区的尺寸与支槽宽度、水深位置及支槽中间沙岛长宽比相关。     

缅甸DAPEIN水电站溢流坝泄流三维数值模拟

以k-ε湍流模型封闭Reynods方程,采用VOF法追踪自由水面,对缅甸DAPEIN水电站表孔溢流坝的水流流动进行了三维数值模拟.结果表明,溢流坝的泄流能力、水面线、压力分布与流速分布等数值模拟结果与模型试验实测结果吻合,数值模拟结果可信,选择的紊流模型合理,求解方法可靠,可为工程设计提供全面、合理的参考.     

峡谷型水库溢洪道迷宫堰过流能力数值模拟

针对溢洪道迷宫堰过流形态复杂的问题,采用FLUENT软件,运用VOF方法、RNGκ-ε双方程紊流模型,结合ICEM CFD软件划分网格,对山区峡谷型水库溢洪道单宫V型迷宫堰过流能力进行三维数值模拟,在分析正堰、侧堰和宫头过堰水流流态、流速矢量分布及压力变化的基础上,得到不同单宫角度V型迷宫堰的过流能力,并将数值计算结果与物理模型试验数据进行比较。结果表明,模拟值与试验值误差在允许范围内,能够满足工程要求。研究结果可为工程设计提供参考。     

Fluent在非常规内燃机设计中的应用

简单介绍典型非常规内燃机的工作原理及独特结构;计算方法的进步和计算机技术的快速发展促进了计算流体力学在内燃机研制中的应用,减少了实验工作量,降低了研究费用,缩短了研发周期,Fluent软件突破了内燃机专用软件中对内燃机结构的限制,提供了用户自定义函数这一用户接口,为非常规内燃机的瞬态数值仿真计算提供了平台。非常规内燃机为提升内燃机热效率提供了发展思路,在非常规内燃机开发中应用Fluent进行数值模拟可加快研发进程。     

基于Fluent软件的螺旋桨翼型改进

利用UG软件对某螺旋桨进行三维实体建模,修改翼型然后利用计算流体力学软件Fluent进行数值模拟,得到敞水中该螺旋桨的推力系数、转矩系数、叶背压力、叶面压力等水动力性能参数,从而找到螺旋桨翼型的改进方向.计算分析发现,当扭转角度在10°左右时螺旋桨各水动力性能达到最低值.当扭转角度为15°时,螺旋桨各水动力性能参数出现...     

过渡式台阶溢洪道的水力特性研究

鉴于台阶式溢洪道的研究多集中于台阶尺寸﹑坡度﹑流态﹑消能等方面,而对台阶本身的布置形式研究很少,提出了新的过渡式台阶溢洪道布置形式,采用紊流数值模拟方法研究了不同坡度﹑不同单宽流量以及不同过渡形式下的过渡式台阶溢洪道的水力特性。结果表明,与连续等高的台阶溢洪道相比,在相同条件下过渡式台阶溢洪道台阶面上的负压区较小,消能率较高且随单宽流量的增加而增加,所提出的台阶布置形式可供相关工程参考。     

毛家河水电站溢洪道三维数值模拟

为寻求毛家河水电站溢洪道较优的泄洪消能形式,以质量守恒及动量守恒为基础,建立了κ-ε湍流模型封闭雷诺方程组,采用VOF方法追踪自由液面,对溢洪道泄流能力、水面线、底板压力及槽身和下游河道的流速进行了三维数值计算,数值计算结果与模型试验结果吻合较好,并根据工程实际情况拟定了多种方案对溢洪道全域及下游河道进行了数值模拟。计算结果表明,设置中隔墙并使左、右泄槽挑流鼻坎错开布置方案,溢洪道槽身段水流流态较好,挑射水流与下游河道水流衔接平顺且对两岸岸坡冲刷较轻,总体效果较好。     

侧槽式溢洪道进口水流条件优化数值模拟

为改善实际工程中侧槽式溢洪道的水流形态,以某实际水库工程为例,结合物理模型试验,通过数值模拟,比较了溢洪道进口侧边结构采用局部削坡、弧形垂直翼墙、变坡翼墙等方案,通过观察进口水流流态、流速、漩涡、紊动能及水面变化等水力学特征,发现采用弧形垂直翼墙的方案可减缓进口的不利流态,达到进口水流平稳的目的,可为类似工程提供参考。     

天生桥水电站溢洪道三维数值模拟

以天生桥水电站为例,采用Flunet软件、有限体积法、κ-ε紊流模型及VOF方法相结合处理自由水面,并对溢洪道泄洪流场进行了三维数值模拟,给出了溢流堰泄流能力、水面线、底板压强分布、水流空化系数分布及典型断面流速分布.数值模拟结果与模型试验结果对比表明,该方法较精确、稳定可靠,为同类工程的优化设计提供了参考依据.     

基于Fluent的2D紊动射流研究

采用Fluent双方程紊流模型研究有限深静水环境中的二维垂向紊动射流.基于Fluent的VOF方法跟踪自由表面、UDF技术(用户自定义函数)给出边界条件.采用该模型研究了不同射流速度与水深组合的自由射流及带升管射流等工况,分析了其模拟结果,并采用形状参数α对射流出口升管进行分类.结果表明,当a≥7.50时,射流场稳定,...     

溢流式面板坝坝体溢洪道水流数值研究

在水利水电建设中．对于溢流式面板坝,一个重要的问题就是溢洪道的消能．采用不同的消能方式将表现出不同的水力学特性。利用处理复杂自由水面的体积流体分析（VOF）方法和κ-ε方程紊流数学模型对光滑式、台阶式两种形式上的水流进行数值模拟研究。     

电加热沼气池试验研究和Fluent数值模拟

为了寻找合适的研究太阳能加热沼气池系统的数值方法,为太阳能集热器的选择提供依据,作为基础性研究工作,建立了电加热沼气池实验台,并利用Fluent软件对系统内的换热过程进行了数值模拟。在数值模拟之前,通过计算热量平衡来分析试验数据并对有偏差的数据予以修正,然后采用修正的试验数据,编写UDF表征动态边界条件,通过瑞利数的判断选用标准湍流模型,数值求解系统的非稳态过程。数值模拟结果:模拟过程基本反映了试验情况,模拟数据与试验数据吻合良好,二者误差在1%以内。该数值模拟分析准确,方法可靠。     

FLUENT软件在焙烧炉设计中的应用

介绍FLUENT软件的基本特点,对其在阳极焙烧炉中的应用进行了介绍,并指出它在包括阳极焙烧炉在内的传热学领域的数值模拟方面有着更广泛的应用前景。     

瞬时单位线法在复核溢洪道泄洪能力中的应用

为确保水库大坝安全,必须对水库溢洪道的泄洪能力进行校核分析。以双峰山生态农业示范基地为例,阐述了无任何实测水文资料和完整降雨资料情况下通过设计雨量和选择雨型,进而设计暴雨及净雨的过程,再运用瞬时单位线法设计洪水过程并进行调洪演算,对水库溢洪道的泄洪能力进行校核分析,并由此提出泄洪能力不足情况下的改进措施。计算结果表明,改进后的溢洪道可达到设计洪水和校核洪水下的泄洪能力,以保障工程安全。     

利用Fluent软件建立蓄热体数学模型的研究

利用Fluent软件建立通用性较佳的蓄热体的数学模型,所得到的模拟数据通过可视化处理可清晰直观地显示出蓄热体与流体传热过程中的温度场及流场的变化,弥补了实验手段的不足。     

溢洪道中墩水翅的消减研究

针对消减溢洪道中墩后水翅问题是溢洪道设计中的难题,以印度尼西亚Jatigede大坝溢洪道为例,探讨了水翅产生的原因和影响因素,提出了一种新的中墩体型以解决溢洪道中水翅问题;并采用数值模拟和模型试验两种方法验证了新中墩体型在消减水翅方面的明显作用,可为溢洪道中墩优化设计提供依据.