某泄洪底孔水力特性的試驗及數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國在河流中修建了大量水利工程設(shè)施，這些工程可以調(diào)洪蓄洪保護河流沿岸免遭洪澇災(zāi)害，同時又可以提供清潔廉價的電力資源，為經(jīng)濟發(fā)展提供保障。在對大型水利水電樞紐工程泄洪問題的研究當中，泄洪建筑物的水力特性是值得深入研究的方向。泄洪建筑物主要用于宣泄上游過量來水，其型式主要有溢洪道、泄洪底孔、水工隧洞、泄洪閘以及組合使用或衍生的各類設(shè)施。
　　21世紀前泄洪建筑物水力特性的研究主要依靠物理模型試驗。目前隨著計算機性

2、能的不斷提升以及計算流體動力學(xué)的發(fā)展，數(shù)值模擬技術(shù)克服了模型試驗耗時費力、難以獲得流場全域的水力數(shù)據(jù)等缺點，在工程中應(yīng)用日趨廣泛，逐漸成為物理模型試驗的重要輔助手段。本文采用物理模型試驗和數(shù)值模擬計算相結(jié)合的方法對泄洪底孔的水力特性進行研究，所做工作主要如下:
　　(1)介紹了對于泄洪底孔研究的目的、意義和現(xiàn)階段國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。
　　(2)對紊流數(shù)值模擬的基本理論進行歸總敘述，簡要介紹基本控制方程的表達形式、數(shù)值離散方法、

3、幾種常用的紊流模型、自由水面模擬方法、流場數(shù)值計算方法等基本原理。
　　(3)介紹了某水利樞紐的工程概況，結(jié)合實際工程對泄洪底孔進行了水工模型試驗研究。介紹了模型試驗中的模型設(shè)計、模型安裝和數(shù)據(jù)測量等注意事項，通過試驗觀測了泄洪底孔泄流的流態(tài)，并得到了水面高程、流速分布和底板壓強等實測數(shù)據(jù)。
　　(4)為了充分研究泄洪底孔的水力特性，利用Fluent商用計算軟件，采用標準k～ε紊流數(shù)值模型和體積分數(shù)法(VOF)自由表面追蹤技