基于Rhino和Fluent耦合的尾矿库溃坝数值模拟分析

我国“头顶库”数量较大,存在着严重的安全和环境隐患,但在真实三维地形下溃坝水砂模拟方法上存在较大不足,难以对下游波及范围及影响程度做出准确判断。为此,采用数值模拟软件Rhino和Fluent建立尾矿库及周边区域计算模型,对溃坝后水砂在下游的流动状态进行了模拟分析。研究表明:利用Rhino建模和Fluent计算有机耦合,可以有效实现复杂地形下的水砂两相流溃坝三维数值模拟。“头顶库”溃坝水砂流动状态受下游地形影响密切,在下游地势平坦开阔时,水砂淹没范围广泛,流距较长;溃坝水砂在下游各处压力都具有先增大后减小、最后趋于稳定的特点,大部分尾砂淤积在下游低洼沟谷内;在溃坝后,水砂速度迅速增大,在某一时刻达到峰值,此时水砂的冲击力最大,之后流速缓慢降低至停止。研究实现了高精度地形下的尾矿库水砂两相流三维溃坝水砂流动模拟,模拟结果可为相似地形条件下的“头顶库”溃坝分析提供借鉴,模拟方法可为建立尾矿库溃坝模拟技术标准提供参考。