某攔河閘式渠首閘門調(diào)度及運(yùn)行方式的數(shù)值模擬研究.pdf

1、攔河閘式引水渠首以河道來(lái)水、來(lái)沙規(guī)律為依據(jù)，通過(guò)控制閘門的方式，主動(dòng)靈活的控制樞紐運(yùn)行，達(dá)到有利的泄洪、沖沙及引水效果。目前研究渠首工程運(yùn)行方式的方法大多數(shù)為物理模擬試驗(yàn)方法，對(duì)閘門調(diào)度的數(shù)值模擬研究主要以輸水渠道為對(duì)象，研究不同閘門調(diào)度下的水力響應(yīng)過(guò)程，其中比較典型的數(shù)學(xué)模型是以圣·維南方程組作為渠道運(yùn)行的控制方程，采用Pr eismann四點(diǎn)差分隱格式對(duì)方程組進(jìn)行離散化處理，并用追趕法進(jìn)行迭代求解，并對(duì)其閘門附近水位下降速率、波動(dòng)的

2、傳播時(shí)間、水流波動(dòng)幅度大小和影響范圍進(jìn)行分析。數(shù)值模擬方法在研究渠首工程閘門調(diào)度及運(yùn)行方式方面的應(yīng)用，比較典型的是應(yīng)用VOF模型，結(jié)合κ-ε紊流模型和分段線形方式構(gòu)造界面的方法，模擬大型水工建筑物內(nèi)的水流流動(dòng)。
　　本文在物理模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上對(duì)新疆某渠首工程的閘門調(diào)度及運(yùn)行方式進(jìn)行數(shù)值模擬分析，并對(duì)照物理模型試驗(yàn)結(jié)果，主要得到以下結(jié)論:
　　(1)采用κ-ε和RNGκ-ε計(jì)算模型計(jì)算出的結(jié)果均可收斂，并且計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3、能夠較好地吻合，說(shuō)明兩種計(jì)算模型均可用來(lái)模擬該渠首工程的閘門調(diào)度及運(yùn)行方式，但從左、右岸水邊線和時(shí)間兩方面考慮，κ-ε消耗的CPU時(shí)間比RNGκ-ε計(jì)算模型少10％～15％，并且κ-ε比RNGκ-ε計(jì)算模型模擬的水邊線結(jié)果可以更好的與物理模型所得結(jié)果相擬合，故κ-ε優(yōu)于RNGκ-ε計(jì)算模型。
　　(2)采用κ-ε計(jì)算模型，以VOF方法追蹤自由流體表面，模擬不同工況下的渠首運(yùn)行方式，分析相應(yīng)的進(jìn)、出口流量、水邊線及各典型斷面的流速，