察汗烏蘇水電站泄洪洞渥奇面流場數(shù)值計(jì)算研究——模擬自由水面及摻氣空腔.pdf

1、水利水電工程中涉及大量的水力學(xué)問題，包括水工水力學(xué)、河道水力學(xué)、工程水力學(xué)、水電站水力學(xué)等。長期以來，復(fù)雜流場的研究及解決工程實(shí)際問題的主要手段為水力學(xué)物理模型試驗(yàn)。20世紀(jì)60年代以來計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展使水力學(xué)發(fā)生了很大變化，使得計(jì)算流體力學(xué)逐漸成為水工水力學(xué)發(fā)展方向。 在我國已建成的運(yùn)行的龍?zhí)ь^式泄洪洞中，部分泄洪洞已經(jīng)遭到破壞。在現(xiàn)有的數(shù)模研究中，對布設(shè)摻氣坎的渥奇面模擬計(jì)算的工程實(shí)例少，且其模擬多是針對單個(gè)水面進(jìn)行。但

2、在工程實(shí)際中，布設(shè)摻氣坎后會形成摻氣空腔，這樣對其進(jìn)行數(shù)值模擬就需要同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)自由水面的捕捉，使計(jì)算難度更大。 本文從N-S方程出發(fā)，采用標(biāo)準(zhǔn)κ-β紊流模型，用VOF方法處理自由表面，利用幾何重建格式來生成自由表面，對復(fù)雜的邊界采用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格進(jìn)行處理，優(yōu)選了控制方程的離散格式及壓力修正算法，建立了二維泄洪洞渥奇面的水流數(shù)值模型。通過對察汗烏蘇水電站工程泄洪洞渥奇面段的紊動流場進(jìn)行二維數(shù)值模擬計(jì)算，并較好的計(jì)算模擬出自由水面及摻氣