帶中坎消力池水力特性數(shù)值模擬.pdf

1、隨著紊流理論和計算機技術的不斷發(fā)展，數(shù)值模擬在水利工程中的應用越來越廣泛，發(fā)揮的作用也愈加明顯，成為研究水力學的一個重要手段。本文采用k-ε紊流模型，建立三維數(shù)值模擬，模擬閘孔泄水的整個過程：
　　 (1)以斑竹園水電站為背景，在消力池中加設中坎，提出中坎消力池，建立中坎消力池的三維模型。計算得到縱剖面流速矢量圖、表流等值線圖、紊動能分布圖和紊動能耗散率分布圖，來分析中坎消力池內流場的流態(tài)并將計算結果與試驗值進行了對比驗證；

2、r>　　 (2)論文通過數(shù)值模擬計算并對中坎消力池內流態(tài)等因素進行了分析，認為中坎消力池內的水流流態(tài)與來流的流量、中坎位置、中坎高度、尾坎高度及海漫長度等反映淹沒撞擊射流基本參數(shù)有關。消力池中的流動結構可表示為主射流區(qū)+旋滾區(qū)的混合結構，主射流區(qū)與各旋渦區(qū)之間交界區(qū)是一層強紊動剪切區(qū)，主流在該區(qū)域通過強烈的紊動剪切和擴散作用以耗散其機械能。該區(qū)域是消散機械能的主區(qū)域。交界面區(qū)域所消散的射流動能，一部分傳遞給紊流，用以生成紊動渦體，維持

3、紊流脈動和紊動耗散；一部分傳遞給漩渦區(qū)，維持這些漩渦取的轉動。主射流區(qū)機械能的傳遞、再分配和消散過程中，紊流脈動所需要的能量最多，其次是漩渦所需的能量。上述證明了中坎有利于能量的耗散，從理論上也驗證了中坎消力池消散能量效果好的特點；
　　 (3)本文對消能特性進行了深入的研究和分析，得出本文取值范圍內，中坎段消能率與堰頂?shù)牟煌髁筷P系性不大；當中坎的高度為溢流壩高度的3/4時，中坎消能率較好；中坎位置置于消力池內2/3處，消能效