迷宫流道断面形状对灌水器水力性能的影响

为研究矩形迷宫流道断面形状对灌水器水力性能的影响,利用软件FLUENT6.1软件对5种流道断面形状不同的矩形迷宫流道内水流运动进行数值模拟,通过模拟得到的灌水器压力～流量关系和灌水器内水流流速分布分析得出：1）流量系数、流态指数均与断面湿周呈正相关,断面湿周越大流量波动性及对压力的敏感程度越大;2）流道断面湿周较小的L1型迷宫灌水器其流态指数小于其它4种,小于0.57,说明该灌水器内水流为紊流,其压力补偿性较高;3）灌水器流道内水流具有重复性;4）流道断面形状对灌水器内水流流速分布不会产生较大影响。因此,在灌水器流道断面为矩形且面积相同的情况下,流道断面为正方形的灌水器的水力性能要优于其它断面形状的灌水器,且流道断面湿周越小,灌水器的压力补偿性越高,系统灌溉均匀度越高。     

弧形迷宫流道灌水器数值模拟分析

应用计算流体动力学CFD数值软件FLUENT6.3,模拟了滴灌灌水器弧形迷宫流道结构流道内不同压力下流场变化关系,分析不同弧高、齿间参差量结构参数的改变对灌水器水力性能影响,为弧形迷宫流道灌水器的研发提供了一些基础理论依据。     

有涡和无涡流道迷宫灌水器水力性能比较

分析迷宫灌水器流道内旋涡存在与否的压力流量情况,得出其对灌水器水力性能的影响。以矩形、三角形、梯形3种有涡流道灌水器模型为基础,并进行结构优化,形成相应的3种无涡流道灌水器模型,利用FLUENT软件模拟和分析6种迷宫流道内水流运动情况,得出各种迷宫灌水器的压力流量关系,从而可知流量系数和流态指数。通过分析可知:同等条件下,3种有涡流道灌水器中,三角形灌水器的流量系数最小,但其流态指数最大;优化后的3种无涡流道灌水器中,三角形灌水器的流量系数最小,其流态指数也最小,说明灌水器流道结构优化后,三角形灌水器的流态指数明显降低,其水力性能得到很大提高,故应优先选用三角形无涡流道灌水器。     

三角形迷宫流道滴灌灌水器结构参数及水力特性研究

以滴灌灌水器三角形迷宫流道结构为研究单元,利用均匀设计方法,结合计算流体动力学软件Fluent6．2对流道内部流体的流动进行了数值模拟,通过多元回归计算．获得流道各结构参数与流量系数和流态指数的量化关系。分析这一量化关系表明．流道转角与流量成负相关,与流态指数成正相关;流道宽与流量成正相关,与流态指数成负相关;齿高与流量成负相关,与流态指数成正相关。同时分析了灌水器内部流道的水力性能和流场特性．为三角形迷宫流道滴灌灌水器的研发提供了相应的理论依据。     

梯形迷宫堰数值模拟及体型优化设计

采用标准k—ε紊流双方程模型,引入VOF方法处理自由水面,根据气—液两相流计算模型对迷宫堰的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,采用数值模拟可以计算出迷宫堰的泄流能力,解决迷宫堰的泄流问题。从最大限度抬高正常蓄水位、实现雨洪安全高效利用的角度出发,通过确定迷宫堰的优化设计原则、优化目标、约束条件建立梯形迷宫堰模型,以石路水库为例结合UWRL流量计算法对该模型分析求解,并结合坝顶高程安全复核方法确定结果的可行性。结果表明采用该方法即能够最大化提高水库的蓄洪能力,还能保证大坝安全泄洪,满足安全高效利用雨洪资源的原则。     

三角形迷宫流道滴灌灌水器结构参数及水力特性研究

以滴灌灌水器三角形迷宫流道结构为研究单元,利用均匀设计方法,结合计算流体动力学软件Fluent6.2对流道内部流体的流动进行了数值模拟,通过多元回归计算,获得流道各结构参数与流量系数和流态指数的量化关系。分析这一量化关系表明,流道转角与流量成负相关,与流态指数成正相关;流道宽与流量成正相关,与流态指数成负相关;齿高与流量成负相关,与流态指数成正相关。同时分析了灌水器内部流道的水力性能和流场特性,为三角形迷宫流道滴灌灌水器的研发提供了相应的理论依据。     

竖井贯流泵进水流道的数值模拟研究

基于标准k-ε湍流模型,采用雷诺时均N-S方程和SIMPLE算法,通过针对不同竖井线型参数下竖井贯流泵进水流道进行三维数值模拟,展现了各方案进水流道出口断面的轴向速度分布、水平剖面的流线和压力分布以及流道水力损失的状况.通过比较发现:流道过渡平缓时,流道的水力损失性能较好;各方案出口断面上的速度分布呈现为对称分布;由于3种方案的水力损失性能相差不大,考虑到工程的经济性,选择方案1作为最终方案.     

迷宫堰过流能力数值模拟

以鞍子河水库溢洪道为研究对象,采用FLUENT软件、利用 k～ε湍流模型和VOF法处理自由水面,对迷宫堰过流能力进行数值模拟。数值模拟结果与试验结果对比表明,采用的模型能够较精确的模拟迷宫堰的过流能力。计算发现,迷宫堰在堰上水头较高的情况下,对计算模型的边界条件进行优化后,可以减小计算误差,为迷宫堰的工程设计提供参考依据。     

迷宫堰过流能力数值模拟

以鞍子河水库溢洪道为研究对象,采用FLUENT软件、利用k~ε湍流模型和VOF法处理自由水面,对迷宫堰过流能力进行数值模拟。数值模拟结果与试验结果对比表明,采用的模型能够较精确的模拟迷宫堰的过流能力。计算发现,迷宫堰在堰上水头较高的情况下,对计算模型的边界条件进行优化后,可以减小计算误差,为迷宫堰的工程设计提供参考依据。更多还原     

矩形槽中矩形边墩周围流速分布试验研究

利用声学多普勒流速仪,对矩形断面明渠中矩形边墩周围三维流速进行测量,并对时均流速3个方向分量进行了研究.通过对边墩周围不同垂直及水平面流速的分析表明:受柱体的影响,柱体上游行进水流与壁面产生分离,并有涡旋产生;柱体下游纵向水流逆向运动,产生回流,横向流速和垂向流速非常小,可以忽略不计.     

基于正交试验方法的双屈服面弹塑性模型参数敏感性分析

分析了面板坝堆石体双屈服面弹塑性模型的多个参数,采用正交试验方法结合有限元数值分析,进行了γ、φ0、Δφ、K、n、Rf、Cd、nd和Rd等9个参数的4水平正交试验设计,利用坝体某断面上两个节点的不同方向的位移值,经方差分析得到了模型各参数对坝体位移的敏感性。分析结果表明：K、n、nd、φ0、γ是模型中具有较强敏感性的参数,对坝体的位移起主要控制作用,而Δφ、Rf、Cd和Rd的敏感性较弱。     

矩形容器内流体晃动的数值模拟

本文应用ＭＡＣ方法对矩形容器内一层和两层流体由水平激振所引发的晃动进行了数值模拟。计算取与容器固联的坐标系，视激振加速度为质量力，计算结果在流场的形态等方面与实验观测基本一致。     

迷宫灌水器堵塞与输沙能力实验研究

针对含有0.25-0.224 mm与0.224-0.18 mm两种不同粒径泥沙的浑水,在三种灌水器进口压力、四种舍沙量以及不同毛管中水流流速等情况下,当其通过迷宫灌水器时所引起的灌水器物理堵塞情况以及灌水器的输沙能力进行了实验研究,结果表明:1)浑水中泥沙粒径大小是引起迷宫灌水器堵塞的主要因素,其次是灌水器进口压力.浑水中泥沙粒径越大.灌水器进口压力越高,灌水器发生堵塞的可能性越大;2)泥沙时迷宫灌水器的堵塞是一个既突然又逐步发展的过程,且泥沙总是充满灌水器流道的整个横断面;3)对粒径小于灌水器流道尺寸近1/5的泥沙颗粒而言,在一定的运行时段内,当迷宫灌水器流量不变时,其输沙能力会随着浑水舍沙量的提高而提高,可以将进入其中的泥沙全部输出灌水器,对某一含沙量的浑水,灌水器输沙能力随着其流量的增大而增大.     

基于双层规则化的渠道地面网格模型

将网格分成内部网格和外部网格两个层次,以适用于渠道设计这种不规则带状地形的应用。算法将渠道经过的地面模型划分成大小相等的正四边形外部网格,对于每个有地形数据点的外部网格进一步划分成小的内部网格。这样可以利用网格坐标和顶点高程,实时计算任意点地面高程。     

基于细观力学全级配混凝土梁弯拉试验的数值模拟

在细观层次上将全级配混凝土梁的跨中区域看作是由硬化水泥砂浆,粗骨料及两者间的粘结带构成的三相复合材料,采用位移控制的加载有限元程序对全级配混凝土梁的弯拉实验进行了数值模拟。数值试验结果表明:(1)对于同样尺寸的试件来说,三级配和四级配梁计算所得的极限荷载和抗弯强度基本接近。(2)对于同样级配的试件来说,截面尺寸大的梁计算所得的极限荷载远高于较小尺寸的极限荷载。(3)其它参数一定的情况下,粘结带抗拉强度每提高12.5%,全级配混凝土梁的极限荷载和抗弯强度提高约10%。     

基于水位流速法的矩形渠道流量自动检测系统

为了提高检测精度,实现水位、流量测量的自动化,减少人力的投入,研制了流量自动检测系统。该系统以水位—流速法为基本测流原理,将水位、流速检测技术与机械传动机构结合起来。整个系统选用低功耗的16位单片机MSP430F149为控制单元,采集到的水位和流速信号经过其内部的算法可得出流量值;而且还能控制x-y直角坐标机械传动装置,可在整个矩形断面范围内自动改变流速测杆的位置,使渠道流量的测量工作自动化程度高。试验结果表明:使用该系统检测矩形断面流量具有准确性和适用性,测量结果与采用明渠超声波流量计测得的流量值相比,相对误差在±4%以内。