T型交匯-分流連接井水流數(shù)值模擬.pdf

1、交匯流動是水利工程和天然河道常見的水力現(xiàn)象,交匯口處的匯流和分流流動具有復(fù)雜的三維水力特性,深入研究交匯流動的三維水力特性,不僅對于認(rèn)識復(fù)雜三維水力流動現(xiàn)象及特性有理論意義,而且在城市防洪、調(diào)水工程分水取水、灌溉排水、泥沙、沖刷、污染物質(zhì)的混合輸移及抽水蓄能電站引水岔管設(shè)計(jì)等問題上也有十分重要的工程意義。
　　交匯流動的取水、分水水流結(jié)構(gòu)的三維水力特性受交匯口尺寸、形狀、角度、底坡、流量比、雷諾數(shù)等諸多因素的影響。通過建立連接井物

2、理模型試驗(yàn)臺,采用ADV或者PIV等現(xiàn)場測量,再利用三維紊流數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值分析是目前研究交匯口水流水力特性比較有效的技術(shù)手段,進(jìn)而分析交匯口水流的全域三維流動水力特性分布規(guī)律和改變物理模型體型參數(shù)的特點(diǎn),為模型體型的優(yōu)化設(shè)計(jì)和工程的安全運(yùn)行提供科學(xué)依據(jù)。
　　王慶坨連接井是一個T型匯流/分流水工建筑物,是聯(lián)接南水北調(diào)中線天津干線工程與王慶坨水庫的重要樞紐。本文總結(jié)了國內(nèi)外明渠交匯/分流問題的研究現(xiàn)狀以及三維紊流數(shù)值模擬的發(fā)展,闡

3、述了數(shù)值模擬研究常用的理論方法和依據(jù)。在此基礎(chǔ)上,借助FLUENT軟件,采用Realizablek-ε模型、k?ω模型和RSM模型(雷諾應(yīng)力紊流模型)對王慶坨連接井在最不利的補(bǔ)水工況下的交匯流動進(jìn)行數(shù)值模擬,將計(jì)算結(jié)果與物理試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠^測結(jié)果進(jìn)行對比分析,確定最合理的紊流模型和計(jì)算方法,并對連接井內(nèi)的流態(tài)、流速分布以及下游三孔箱涵的分流量進(jìn)行了比較驗(yàn)證。確定數(shù)學(xué)模型后,研究了連接井調(diào)節(jié)水庫補(bǔ)水的均勻性問題,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,估算了下游斷面均