溢洪道水力特性的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、摘要溢洪道水力特性的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué)專(zhuān)業(yè)碩士研究生鄭小玉指導(dǎo)教師楊永全教授摘要隨著高水頭電站的興建，泄洪建筑物溢洪道的泄流流量越來(lái)越大，對(duì)溢洪道的設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高，因而開(kāi)展溢洪道水力特性的研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上，采用理論和實(shí)踐相結(jié)合的方法，對(duì)溢洪道的水力特性如:水面線、壓強(qiáng)分布規(guī)律、流速分布、流態(tài)等，采用經(jīng)典水力學(xué)數(shù)值計(jì)算、紊流數(shù)值模擬、模型試驗(yàn)三種方法進(jìn)行了研究，主要成果歸納如下:1對(duì)

2、溢洪道的水力特性進(jìn)行經(jīng)典水力學(xué)數(shù)值計(jì)算，并自行編寫(xiě)了關(guān)于溢洪道水力計(jì)算的VisualBasic程序，通過(guò)程序計(jì)算可以得出溢洪道泄槽的水面線和扭曲挑流鼻坎的自由水面、流場(chǎng)等，溢洪道的水力特性通過(guò)計(jì)算可以以圖形這一直觀的表現(xiàn)方式展示出來(lái)，且結(jié)果可以輸出到文本文件中保存。2利用非恒定流k一模型和追蹤自由表面的VOF法，對(duì)溢洪道泄槽水流進(jìn)行了三維流場(chǎng)的紊流數(shù)值模擬研究，通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算，得到了溢洪道泄槽的自由水面線、壓力分布以及流場(chǎng)等，并將計(jì)算

3、結(jié)果與自編VB程序和模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，分析結(jié)果三者吻合度較好。3對(duì)溢洪道進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究.實(shí)驗(yàn)在三板溪電站的整體水工模型試驗(yàn)上進(jìn)行，通過(guò)模型試驗(yàn)得出了泄槽和挑流鼻坎的水面線、壓力、流速及控制斷面的流速分布。4模型試驗(yàn)研究了不同體型的溢洪道挑流鼻坎對(duì)下游河道尾水影響及河床的沖刷的情況，結(jié)合下游河道對(duì)挑流鼻坎體型進(jìn)行調(diào)整，最摘要NumericalandExperimentalStudyontheHydraulicCharacteris

4、ticsofSpillwayMajor:HydraulicsandRiverDynamicsPostgraduate:ZhengXiaoyuSupervisor:Prof.YangYongyuanABSTRACTWiththeconstructionofhighheadwaterpowerstationstheflooddischargeofaspillwayislargerandlargeranditsdesignisbecoming

5、moredifficultysoitisveryimportanttostudyonthehydrauliccharacteristicsofaspillway.Basedontheexistingresearchresultsitisresearchedinthisdissertationthatthehydrauliccharacteristicsofspillwaysuchaswatersurfacelinethelawofpre

6、ssuredistributionvelocitydistributionandflowpatternwiththemethodsoftheoryandexperimentincludingclassicalhydraulicscomputationnumericalsimulationofturbulentflowandphysicalmodeltest.Themaincontentsandconclusionsareasfollow

7、s:1Basedonthetheoryofclassicalhydraulicsavisualbasicprogramisdevelopedforcomputingthehydrauliccharacteristicsofthechuteandanotherprogramforcomputingthedistortedflipbucket.Theresultsmaybedisplayedbymeansofgraphicandcanbeo

8、utputtoatextfile.2Withthek一:modelofunsteadyflowandtheVOFmethodfortrackingthefreesurfaceofwaterflowthechuteflowsofspillwayissimulatedwitha3Dnumericalmodelofturbulentflows.Afterthesimulatingcomputationthehydrauliccharacter