U形渠道拋物線形量水槽數值模擬研究.pdf

1、在農業(yè)節(jié)水灌溉各項技術的推廣應用中，灌區(qū)量水是一項基礎的、關鍵性的技術。隨著節(jié)水農業(yè)的發(fā)展和水價制度的改革，研究結構簡單、精度高的渠道流量測量裝置具有重要的意義。本文選用五元二次正交旋轉組合設計方法，利用GAMBIT建立模型，劃分網格，基于標準κ-ε二階紊流模型，采用VOF方法和壁面函數法分別處理自由液面、不規(guī)則邊界和固壁邊界，對拋物線量水槽三維水流運動進行了數值模擬研究，主要得到以下結論： (1)對小型U形渠道拋物線量水槽建立

2、模型，進行水位流量的模擬計算，得到不同工況下量水槽的自由水面線、流速分布等表明其過流特性的水力參數，并將其與試驗資料進行對比，結果表明，自由水面線的計算與實測值符合較好，流速分布規(guī)律揭示的水流特性與實際狀況相符，所選模型能夠準確模擬量水槽的三維水流特性，該數值數值模擬方法具有可靠性。 (2)在模型驗證取得良好效果的基礎上，為了在較大范圍內研究拋物線量水槽的過流特性、自由出流時流量的變化規(guī)律，探討渠道斷面尺寸大小(不同的渠底半徑r

3、、外傾角α和渠道比降i，糙率n)和拋物線收縮比ε對量水槽流量計算的影響，本文采用五元二次正交旋轉組合設計方法，建立數值模擬試驗方案，對不同參數的渠槽進行了數值模擬計算。 (3)采用DPS數據統計分析軟件結合試驗統計分析原理，對數值試驗的模擬結果進行回歸分析，得出以流量為因變量的五元二次回歸方程。 (4)利用簡化模型，對已有的量水槽測流結果及較大半徑U形渠道拋物線形量水槽進行了驗證，初步表明，已有流量公式對較大半徑U形渠道