充填裂隙水流特性研究

单一裂隙以充填裂隙居多。根据Ｎ─Ｓ方程导出了充填裂隙水流的计算式，并适用于非充填裂隙。通过大量试验，给出了表明充填裂隙水流特性的充填介质系数Ｃｍ。并与非充填裂隙水流特性进行了比较。     

充填虺隙水流特性研究

单一裂隙以充填裂隙居多。根据Ｎ－Ｓ方程导出了充填裂隙水流的计算式，并适用于非充填裂隙。通过大量试验，给出了表明充填裂隙水流特性的充填介质系数Ｃｍ。并与非充填裂隙水流特性进行了比较。     

某水库台阶式溢洪道泄流水力特性研究

随着碾压混凝土坝设计、施工技术的不断发展和完善,以及计算机运算性能的不断增强,其在流体力学的计算应用也在快速普及,数值模拟技术已经逐渐成为水库台阶溢洪道水力特性的模拟研究的主要方法,促进了台阶溢洪道的实践应用,而对台阶溢洪道泄流水力特性的实践研究也就具有十分具有重要的意义。     

斜向进水消力井水力特性模拟研究

水利水电工程中的泄水建筑物出口往往正冲河道,圆形消力井可以很好地适应山区峡谷地形条件的变化,使下泄水流平顺归河。针对一定纵坡条件下,尾水出口与泄槽轴线呈非对称正交的圆形消力井内复杂的水力特性问题,采用有限域数值模拟计算的方法对比验证并补充了物理模型试验成果,进一步开展了沿空间射流方向的相关水力要素机理分析。研究表明:消力井内水流流态依次呈平面横向紊动扩散自由射流、主流动力自相似淹没射流和冲击射流、近壁面附着扩散旋滚水跃3个临界雷诺数分区演变过程;沿程最大流速变化符合试验半经验公式拟合规律且近似呈平面扩散分布;水体压强结构特征可分解为水平轴对称及竖直变幅下的叠加分布。     

跌坎型底流消力池水力特性数值模拟研究

采用数值模拟方法,以某实际工程为例,对跌坎型底流消力池水力特性进行了分析研究。研究结果表明,跌坎型消力池内水面平稳,波动较小;下泄主流入池后迅速下潜,坎下形成稳定横轴旋涡,上方形成巨大旋滚;跌坎型消力池底板临底流速分布均匀,变化梯度较小;除跌坎附近外,消力池底板时均压强分布均匀,压强梯度较小。     

不同扩散角下单侧渐扩消力池水力特性研究

为揭示单侧渐扩消力池在不同扩散角下的流场特性,基于FLOW-3D软件,采用TruVOF法及RNG k-ε双方程紊流模型对单侧渐扩消力池的不同扩散角进行三维数值模拟,重点研究了消力池内的流速与漩涡特性,并将模拟计算得出的水面线、时均压强与物理模型试验结果进行对比验证。结果表明：数值模拟与物理模型试验结果基本吻合;消力池底板附近流速分布不均匀,非扩散侧流速较大,且随着扩散角度的增大,最大临底流速逐渐向非扩散侧偏移;随着扩散角度的增大,扩散侧逐渐出现贯穿性立轴漩涡,且漩涡空间尺度也逐渐变大,漩涡位置相对稳定;消力池内漩涡的强涡区均出现在漩涡中部,沿轴向整体呈现“两头小中间大”的分布规律。     

趾墩-悬栅消力池水力特性分析

为了解决新疆某工程泄洪洞消力池流态紊乱、消能率低的问题,采用数值模拟方法 ,在设计及校核流量下,对传统消力池、悬栅消力池以及趾墩-悬栅消力池3种不同形式消力池水力特性进行系统性分析。结果表明：趾墩-悬栅联合消能工改善了消力池内水流流态,消力池发生淹没式水跃,其池内悬栅与悬栅间隙处涡量分布广泛,池内整体涡量分布比悬栅消力池分布更加均匀。在设计流量下,消能率为74.41%,相较于传统消力池消能率提高2.61%,相较于悬栅消力池消能率提高0.95%;在校核流量下,消能率为78.99%,相较于传统消力池消能率提高5.64%,相较于悬栅消力池消能率提高0.95%。     

冷却池的水力热力特性数值模拟

根据局部线性化方法和线性算子迭加原理，给出了深度平均的全场紊流模型的一种混合有限分析离散格式，用来模拟浅水型冷却池的水力热力特性，并进行了试验验证。数值预报的冷却池全场流态，温度分布以及排水口近区流速，温度变化均与试验结果吻合较好。     

新疆某水库溢洪洞水力特性的试验研究与数值模拟

为研究新疆某表孔溢洪洞原设计体型的水力特性,采用水工模型试验与数值模拟相结合的方法开展相关的研究工作。试验研究以水工正态模型为研究平台;数值模拟利用ＦＬＯＷ －３Ｄ商用软件为平台采用湍流方程模型和ＶＯＦ方法开展工作。通过物理模型试验和数值模拟对比分析了表孔溢洪洞内水流流态、水面线、压强及流速等水力特性。结果表明:原设计体型在斜井陡坡段存在水流折冲,有较强水翅,挑坎水舌落点靠近河道左岸,冲刷严重,冲坑明显;数值模拟计算结果与水工模型试验基本吻合,说明三维数值模拟在研究复杂水流流场时的可行性。针对流态问题提出优化体型,根据下游消能、冲刷情况,提出相应的工程措施。     

基于VOF方法的尾水隧洞过渡过程明满流水力特性研究

针对尾水隧洞结合导流隧洞布置时过渡过程中的明满流问题,采用VOF气液两相流模型对尾水系统的三维流场进行计算和分析.计算了尾水隧洞过渡过程中满流至明流和明流至满流两种典型工况,通过模型试验中尾水隧洞监测点的数据验证了数值模拟的可靠性和准确性.在此基础上,对明满流的水力特性进行了深入的分析和研究.结果表明:尾水隧洞发生明满...     

生态放水洞水力特性三维数值模拟

采用气液两相流混合模型,辅以标准k-ε紊流模型封闭时均方程组,利用VOF(Volume of fluid)法捕捉自由水面,速度与压力耦合方程组求解时使用半隐式SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations)算法,对某水电站生态放水洞进行数值模拟,得到不同水位下满足泄量的开度,并得到不同水位的流量、流态、流线、流速和压强的分布规律。数值模拟结果与模型试验成果符合较好,进一步验证了设计闸门孔口尺寸的合理性,对工程应用提供参考依据,并具有实际意义。     

T形墩消力池水力特性研究

对Ｔ形墩消力池的水力特性及体型进行了试验研究，并结合工程实例及前人工的试验，给出了Ｔ形墩消力池水力特性的经验公式，可作为工程设计参考和应用。     

不同形式渡槽渐变段水力特性数值模拟研究

对不同形式渡槽渐变段水力特性进行CFD数值模拟计算.结果表明:槽身首端由于参杂气体形成的局部平衡压强,该处压强最小;渡槽渐变段变化剧烈程度由小到大顺序为:曲线反弯形、 直线渐变形、 圆弧直墙形、 八字形、 直角形;在八字形、 直角形和圆弧直墙形渐变渡槽中,渐变段前段及衔接处压强值太大,上述部位易引起渡槽槽身材料形变破坏,在实际工程当中应作为重点防范部位.     

阶梯式溢流堰水力特性研究

阶梯式溢流堰的体型设计直接影响其水力特性及下游消能设施的规模。结合凯乐塔水电站工程的水力学模型试验,选用3D紊流模型,采用VOF法对其阶梯式溢流堰流场进行了三维数值模拟,分析不同水力工况条件下坝面下泄水流水力参数,并与水力学模型试验所测数据进行对比分析。研究结果表明,合理布置阶梯式溢流面能减少过流流速,提高消能效果,缩短消力池长度。     

高拱坝表孔挑坎水力特性的数值模拟研究

本文对高拱坝坝身表孔多种型式的挑坎进行了数值模拟计算,对流道内水深、压强、流速分布以及挑坎结构对孔口泄流能力的影响等分别进行了研究。结果表明,宽尾墩较大幅度地增加了流道的水深与压强;楔形体挑坎则可以在不明显增加流道水深与压强的前提下,对水舌进行纵向拉伸;而底板镂空型的楔形体挑坎能够进一步减小挑坎水深与压强。各挑坎末端最大流速及平均流速均差异不大,但是出挑水舌的挑角有较大的差异;同时,各挑坎体型对流道泄流能力不造成影响。研究成果可为高拱坝表孔挑坎的选型提供一定的参考价值。     

空中水舌水力特性的数值模拟研究

空中水舌的水力特性与下游雾化及冲刷密切相关,因此得到空中水舌形态、水舌扩散特性和断面流速分布等计算公式十分重要。对空中水舌进行三维数值模拟,在等宽出口形式下,通过改变来流断面水流弗劳德数Fr,重点研究了水舌紊动扩散规律、断面流速分布规律等,并采用理论推导法得到沿程断面平均流速的计算公式。研究结果表明:Fr值越大,水流沿程横向扩散越强烈;水舌横向扩散率初始较大,随着射距的增加,扩散率逐渐减小;水舌纵向厚度同射距近似呈直线关系;断面流速分布服从正态分布,且不同射距处的无量纲流速分布曲线可用同一条曲线表示。     

单裂隙水流作用下岩体稳定温度场理论模型与有限元数值模拟

建立了单裂隙岩体的几何模型,在不考虑热对流、热辐射的前提下用岩体导热微分方程描述了裂隙岩体稳定温度场分布及定解条件,并进行了理论方面的分析;给出了岩体导热偏微分方程的有限元描述,应用FEPG软件对裂隙岩体二维稳定温度场分布进行了数值模拟。模拟结果表明:由于和裂隙水流发生了热量交换作用,裂隙岩体温度场也随之发生变化;裂隙岩体和裂隙水流温度相差越大,温度等值线越密集,岩体温度场变化越大,热量传递越快。