【摘 要】
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随着计算机应用技术的发展,以电子计算机和专业软件为手段,建立仿真数学模型并通过数值计算的数值模拟方法应运而生。采用数值模拟计算将会大幅减少物理模型试验工作量,并且
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随着计算机应用技术的发展,以电子计算机和专业软件为手段,建立仿真数学模型并通过数值计算的数值模拟方法应运而生。采用数值模拟计算将会大幅减少物理模型试验工作量,并且能方便地进行方案比较,尤其可对于需要重点研究的部分分析。分洪闸运行工况复杂多变,进口流态十分复杂,设计失当不仅影响分洪能力,还可能产生漩涡回流危害建筑物安全稳定。本文利用Fluent软件,选用RNGκ-ε湍流模型及几何重构的VOF法进行数值模拟,研究进洪角度、分流比对分洪效果的影响,并对进洪通道与河道主流垂直布置这种侧向进洪方式进行分洪口门型式研究。研究表明:1.分流比随进洪角增大减少,且小进洪角时分流比变化较小,大进洪角时分流比下降明显;2.分洪时闸前河面存在七个水力特性区域:流速稳定区、加速区、回流区、螺旋流进区、减速扩散区、滞流后螺旋区和滞流区;3.分流比愈大引渠内流速分布愈均匀,回流区愈小,但分流比越大,河流泥沙越容易进入分洪口,堵塞分洪道,影响进洪;进洪角越大,河道内横向环流形成速度越快,强度越强;4.随着进洪角增大,引渠内进洪主流向左侧偏移,右侧低速区范围扩大,横向环流逐渐被削弱,水体分层现象也逐渐消失;河道平面流速分布随进洪角变化不大,基本符合明渠水体的流动特征;5.分洪口宜选为喇叭口型式,且口门尺寸越大,整流效果愈好,入闸水流愈均匀,但闭闸期间较宽的口门意味着更强的回流强度及更大的回流区长度,不利于防淤。最后,选用雷洛应力模型对东大圩分洪闸分洪过程进行数值模拟,比较物理模型测量数据同模拟计算在:开度流量关系、闸孔流速分布、闸前及闸下流速流态情况的差异。证明数值模型、数值计算方法基本合理。
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