【摘要】：進(jìn)水池是連接泵站前池和水泵進(jìn)口之間的重要建筑物,其主要作用是給水泵提供良好的進(jìn)水流態(tài),盡量滿足水泵進(jìn)口的設(shè)計(jì)條件。為此,以往通常采用模型試驗(yàn)方法來改善進(jìn)水池的流態(tài);近年來,隨著數(shù)值模擬技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)的發(fā)展,其研究手段日趨多樣化。本文著眼于使用計(jì)算流體力學(xué)方法對帶有豎直吸水管、正向進(jìn)水的開敞式前池與進(jìn)水池的流態(tài)進(jìn)行數(shù)值模擬。 應(yīng)用雷諾平均N-S方程和雙層k-ε紊流模型,建立泵站進(jìn)水池水流運(yùn)動數(shù)值模擬的三維湍流模型和邊界條件,并用有限體積法進(jìn)行離散,結(jié)合SIMPLEC算法,根據(jù)東深供水改造工程蓮湖泵站進(jìn)水流道模型試驗(yàn)結(jié)果,對其進(jìn)水池中的流場進(jìn)行數(shù)值模擬,顯示了流場中表面渦和附壁渦的位置和強(qiáng)度,并與試驗(yàn)觀察結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證,檢驗(yàn)了湍流模型及算法的可靠性;通過模擬并分析大型泵站——東深供水改造工程旗嶺泵站進(jìn)水流道流態(tài)及其改善措施,研究了多泵運(yùn)行條件下不同組合方式對進(jìn)水池中流場的影響,為優(yōu)化開敞式進(jìn)水池的水力設(shè)計(jì)、改善進(jìn)水池的內(nèi)部流態(tài),和提高泵站的運(yùn)行管理水平提供技術(shù)依據(jù)。同時,研究結(jié)果對有效地揭示進(jìn)水池內(nèi)部流動的本質(zhì),并為實(shí)際工程提供可資借鑒的結(jié)論與建議,為以后的進(jìn)一步研究提供參考均具有重要的理論與實(shí)際意義。研究結(jié)果表明,利用該數(shù)學(xué)模型對泵站進(jìn)水池進(jìn)行模擬是可行的,可以減小物理實(shí)驗(yàn)所帶來的工程投資。
【圖文】：

萬萬不幾子二�！浮�)))、、JJJ.，，，，診診診彝彝彝圖3一6修改方案相應(yīng)的進(jìn)水流道模型試驗(yàn)結(jié)果針對上述試驗(yàn)中出現(xiàn)的旋渦，對進(jìn)水流道的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了修改，如圖3一5所示。根據(jù)修改后的模型裝置進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如圖3一6所示，僅在最低水位的條件下會出現(xiàn)微小渦，進(jìn)水流道內(nèi)流態(tài)良好。3.3數(shù)值模擬3.3.IFI又甩NT求解步驟[23l流場模擬在FLUENT中進(jìn)行，計(jì)算步驟如下:()l創(chuàng)建幾何模型和網(wǎng)格模型。(2)啟動R又甩NT求解器。(3)導(dǎo)入網(wǎng)格模型。(4)檢查網(wǎng)格模型是否存在問題。(5)選擇求解器及運(yùn)行環(huán)境。(6)決定計(jì)算模型。(7)設(shè)置材料屬性。(8)設(shè)置邊界條件。(9)調(diào)整用于控制求解的有關(guān)參數(shù)。(10)初始化流場。(川開始求解。(12)顯示求解結(jié)果。(13)保存求解結(jié)果。(14)如果必要，修改網(wǎng)格或計(jì)算模型，然后重復(fù)上述過程重新進(jìn)行計(jì)算。利用商業(yè)軟件的關(guān)鍵步驟是剖分網(wǎng)格、確立計(jì)算模型和建立邊界條件，三者占用模擬?

0055m平面上的速度和渦量圖3一8原設(shè)計(jì)、等速度相似定律、最低水位時渦的速度及渦量圖圖3一9是原設(shè)計(jì)、平均速度相似定律、最低水位時渦的速度及渦量圖:圖3一9(a)顯示了自由表面上，水流繞過吸水管在管壁和后墻壁之間形成一對大渦，在后墻和側(cè)壁的交界處還各有一個小渦，渦量最大值分別為8.6(1/s)、7.22
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TH38

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本文編號：2619040