塔什米里克弯道式引水枢纽平面二维水沙数值模拟

针对新疆盖孜河塔什米里克弯道式引水枢纽工程上下游泥沙淤积及冲沙过程中大量推移质泥沙磨蚀建筑物的问题,运用CCHE2D软件构建了塔什米里克引水枢纽工程平面二维水沙运动模型,据此研究了泥沙输移情况及其颗粒分布规律,并对模型进行了验证。模拟结果表明,河床推移质自上而下输移过程粒径分布呈上粗下细的分布规律、推移质单宽输沙率与上游来流量呈正相关性;同时针对引水口的泥沙淤积问题,计算并提出"间歇冲沙"的闸门优化运行方式,有效降低了河床泥沙淤积量,为解决类似引水枢纽工程泥沙问题提供了参考。     

通用河网二维水沙数值模拟

合理的水沙数值模式可为水流运动、河床演变的分析提供依据。基于通用河网二维水流的计算模式,将流域二维河网划分为单一河道、树状河道、环状河道和十字形河道等河网二维基本计算单元,采用二维浅水方程和悬移质输沙基本理论建立节点水位和悬沙控制方程,通过不规则稀疏矩阵的求解获得所有节点上的水位、流速及含沙量,实现全流域的二维水沙耦合计算。通过长江下游澄通河段的验证,在汊道处的计算能很好地体现流场间的相互作用,该模型能满足精度要求。     

水电站近坝区水沙输移二维数值模拟

以萨拉康水利工程为例,采用平面二维水沙模型对近坝区域的水沙运动进行计算研究,分析了敞泄排沙条件下上引航道、泄洪闸、厂房等区域的泥沙淤积分布。结果表明,萨拉康水利枢纽工程运行30年后,泄洪闸前的泥沙淤积不会影响闸门安全运行;上引航道口门区主要受主流回流的影响,产生回流淤积;厂房段的拦沙坎与冲沙底孔可有效保护厂房进水口。     

基于改进VIC模型的岔巴沟流域水沙耦合模拟研究

针对流域水沙模拟问题,在可变下渗能力(VIC)模型的产流单元和河道汇流中分别耦合物理概念的产沙和汇沙结构,构建了能够模拟水沙时空变化的分布式水沙耦合模型,并应用于黄土高原岔巴沟流域1987～2006年10场洪水的模拟和验证.结果 表明,水沙耦合模型具有较好的精度,对流域输沙量模拟的平均绝对值误差为22.2％,对输沙率过...     

三峡库区黄花城河段泥沙淤积情况的二维数值模拟

为准确反映三峡库区真实的泥沙淤积情况,以已有二维平面水沙模型为基础,考虑絮凝及床面泥沙固结后密度变化等因素,改进细沙冲淤判别标准,推导出泥沙运动及河床演变方程,将改进后的模型应用于三峡水库典型淤沙河段黄花城河段的泥沙冲淤变化模拟中,模型计算值与实测值对比结果表明,模型模拟精度较好,改进的泥沙模型可较真实地反映库区细沙的输移特性。在此基础上,利用该改进模型预测水库运行未来20年(2013~2032年)黄花城河段的演变趋势,发现主要淤积部位在左汊,且重点淤积部位逐渐向左汊出口转移,右汊淤积发展相对缓慢,该河段仍保持淤积状态,但整体淤积速率有所放缓。研究成果对于准确预判三峡库区的泥沙淤积状况意义重大。     

不同进口位置下分离鳃的水沙流场数值模拟

为研究进口位置对分离鳃内水沙流场的影响,运用CFX软件并采用混合物模型和RNG κ-ε模型,对不同进口位置分离鳃的速度场及浓度场进行动水条件下的数值模拟.结果 表明,相对于进口1、2、4,进口3分离鳃内部环境较为稳定,形成的畀重流更明显;动水环境中,过滤出的清水循环位于远离进口的区域,在底部进口的分离鳃中,清水层位于分...     

蒸汽喷射器内二维流场的数值模拟研究

通过求解二维N-S方程．对以水蒸气为工质的喷射器内复杂的流场进行数值模拟。分析比较了四种不同的湍流模型，Chen-Kim修正的k-ε模型用于数值模拟，分析了工作参数及喷射器结构对喷射器内部的流场及出口激波的形成的影响，得出了喷射器设计的优化方案。     

平面二维明渠非恒定流的数学模型

基于边界拟合坐标技术生成正交曲线网格,利用ADI法构建了在计算区域内对二维浅水方程求解的通用数学模型,加入迭代思想,提高了模型计算精度.将该模型用于长江南通河段进行算例验证结果表明,该模型能较好地模拟实际工程中水流的基本规律.     

梭锥管混浊流体分离装置转角优化数值模拟研究

基于PIV实测的梭锥管内水沙两相流场的流速资料,对拟采用的数学模型及其参数进行了试算和比较,选出符合梭锥管内水沙两相流动的数学模型及其参数。建立了10种不同转角的梭锥管模型,模拟计算了泥沙平均粒径为0.045mm、含沙浓度为5kg/m3时各梭锥管内部的泥沙浓度和速度场,对比分析了不同转角下梭锥管内的速度场和浓度分布特性。结果表明,经过相同时间分离并沉降至梭锥管底部的泥沙平均体积分数值随转角的增大先增后减,在40°α45°范围内达到峰值,水沙分离效率最高;靠近清水溢流口附近的泥沙浓度随转角的增大先减后增,在40°α45°范围内达到最小值,即在该角度范围内,随水流上升的泥沙量最少,溢出水流的含沙量最低。     

流量对单排插板透水丁坝促淤效果的影响

为研究流量对单排插板透水丁坝促淤效果的影响,确定插板透水丁坝促淤效果最优的流量条件,采用CCHE2D模型对单排插板透水丁坝坝后淤积区形状、坝后最大淤积长度、坝后最大淤积宽度、坝后最大淤积高度及坝后淤积面积随流量变化的规律进行数值模拟。结果表明,当流量为524～950m3/s时,插板透水丁坝坝后淤积区平面及纵断面形状特点相似且促淤效果较其他流量条件较好;当流量在120.95～1 750m3/s范围内,随着流量增大,坝后最大淤积长度、坝后最大淤积宽度、坝后淤积面积先增大后减小且均在流量为737m3/s时达到最优。     

黄河下游洪水演进预报水沙数学模型可靠性检验

采用以花园口至孙口河段为基础建立的黄河下游河道洪水演进预报水沙数学模型，在一次有组织的测试中直接将模拟范围下延至利津(即花园口至利津河段)，进行了1994年8月洪水现场检验计算，模型仍能成功模拟黄河全下游河道洪水的水沙传播、水位变化及河床冲淤变形过程，由此可见，模型中有关参数表达式在黄河下游水沙运动模拟中具有一定的通用性和稳定性，不需要通过试算作任何调整，模型预测结果可靠性强。     

河流重金属污染物迁移转化的数值模拟

在重金属模型研究成果的基础上建立了一维河流重金属迁移转化模型。描述了重金属随水流的迁移过程以及在不同相态之间的转化关系,并运用泥沙工程学原理给出了重金属随泥沙沉降、再悬浮的半经验表达式。结合镉污染事故实测资料,对模型进行了参数率定和验证。计算结果表明,模拟结果较准确,能反映重金属随水流运动和变化的过程。     

基于V锥流量计的油水两相流数值研究

我国陆上油田多处于中高含水期,采出原油含水量逐年提高;加之海洋石油工业的不断发展,多相混输已成为今后的主要输送方式。在多相流动中,总流量和各分相流量是多相流的重要参数,流量的准确测定对工程设备运行的经济性和可靠性十分重要。基于多相流混合模型,建立了油水两相流控制方程,针对V锥流量计内油水两相流场进行数值模拟,分析了流速、初始含水量、等效直径比、前锥角等对水平管内轴向压降及油水相态分布的影响。研究表明：入口流速、初始含水量、等效直径比及前锥角对油水两相流轴向压降及相态分布影响较大;降低流速、增加等效直径比、减小前锥角可有效降低轴向压力,使油水相态分布均匀,实现节能降耗。     

白石水库洪水过程泥沙冲淤数值模拟分析

为研究白石水库泥沙冲淤特性,选取水库大坝至上游BD20断面,分别模拟汛期典型洪水过程和百年一遇洪水过程,分析洪水过程泥沙冲淤变化。结果表明,白石水库洪水期间最大输沙量与最大流量并不同步,在库区弯道处凹岸库底冲刷、凸岸库底淤积;同一断面的洪峰流量、最大输沙率不同步;洪水过后,淤积厚度随控制水位的升高而减小。     

鼓泡流化床气固两相流动特性的数值模拟

本文基于气固两相欧拉-欧拉双流体模型,对多孔布风鼓泡流化床内气固两相流流动特性进行了数值模拟,研究了床内压力分布,气泡的运动行为,以及气相和颗粒相速度的分布情况,并将模拟结果与相应实验数据进行比较。结果表明所用模型能较好的预测流化床内气固两相流的流动特性,模拟结果与实验结果吻合较好。     

采用不同湍流模型及差分格式对四角切向燃烧煤粉锅炉内冷态流场的数值模拟

采用商业软件FLUENT所提供的不同湍流模型;K－ε模型、RNG K－ε模型、带旋流修正的RNG K－ε模型、Realizable K－ε模型、雷诺应力模型,对四角切向燃烧煤粉锅炉内冷态气相流动进行了数值模拟。为减小数值伪扩散对强旋流动的影响,本文采用了减小网格尺寸和提高差分模式精度等措施。通过与实验结果的对比分析,客观评价了这些模型与方法对该流动模拟效果的影响,为理论分析强旋湍流流动和对四角切向燃烧煤粉锅炉内流体流动的工程设计提供了参考依据。     

空调房间送风射流与回风气流相互作用的数值模拟

以工程中广泛采用的k-ε二方程湍流模型为基础,运用计算流体力学的有限容积法对空调房间送风射流与回风气流相互作用对室内气流组织的影响进行数值模拟,给出不同的送风形式在不同场所的适用性及特点,为室内气流组织的设计与研究提供一定的理论依据。     

基于PFC~(2D)软件的柿树沟泥石流运动过程数值模拟

为了解泥石流的启动及运动过程,以栾川县柿树沟泥石流堆积体为例,基于堆积体室内大型直剪试验指标,利用PFC2D模拟软件对其启动及运动过程进行仿真数值模拟,分析了不同工况下堆积体的运动速度场、应力场及位移场,研究了崩滑松散碎屑堆积物质启动、形成泥石流的过程和机制。结果表明,强降雨是柿树沟沟内松散堆积体启动形成泥石流的触发因素;中雨工况下,地表径流的冲刷力仅对堆积体表层有影响,但堆积体整体形态基本无变化;暴雨工况下,泥石流沟上游的洪水迫使土石颗粒脱离堆积体表面,后缘表层土体首先开始运动,产生的推挤力不断推动前方堆积土体向前运动,坡面形态发生显著变化;暴雨时间越长,堆积土体的运动速度和位移也越大,最终导致堆积体发生连锁式破坏,形成泥石流。     

燃气轮机燃烧室流场数值计算研究及分析

对燃气轮机逆流式环形燃烧室,热态三维流场的数值模拟问题进行了研究,建立了三维计算模型,生成了数值计算网格。数值模拟研究表明,改变燃烧室的几个结构参数,可以得到更加合理的流场。通过对关键截面的流动分析,可以判断燃烧室设计的合理性,为进一步优化燃烧室结构设计、改善流场奠定了基础。