基于Fluent的南水北调闸门流固耦合数值模拟研究

水工钢闸门在南水北调中线工程中应用较为普遍，对工程的安全及有效输水起着较重要的作用。利用现场闸门检测结果，验证了所建数值模型的合理性，采用CFD(Computational Fluid Dynamics)方法，利用RNG k-ε湍流模型，基于流固耦合理论，结合ANSYS Workbench平台内的Fluent分析模块及Static Structural分析模块，对闸门在不同开度下进行数值模拟分析，得出流场的水流压强和闸门的Mises应力及位移，探寻在不同开度时流场压强及闸门受力规律。结果表明：随着闸门开度的不断减小，闸门底缘附近的压强不断增大，同时闸门面板及主横梁的Mises应力及位移均是不断增大的，尤其当闸门开度小于0.40后，闸门附近处压强有明显增大趋势，面板和横梁的应力及位移有明显增大现象。