本文關(guān)鍵詞：連鎖潰壩水流特性模擬研究

  更多相關(guān)文章： 連鎖潰壩 數(shù)值模型 VOF 水位 演進(jìn)過程

【摘要】：當(dāng)前,我國已建大壩的數(shù)量居世界首位,這些水庫大壩在防洪、供水、發(fā)電、灌溉等方面發(fā)揮了巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益,同時為了使水資源能夠充分、合理利用,我國西南地區(qū)對眾多流域都進(jìn)行了梯級水庫建設(shè)。然而,在建國初期建設(shè)的很多大壩質(zhì)量和建設(shè)水平都不高,而且隨著時間的推移以及日常維護(hù)的缺失,加之一些不可預(yù)料的外界因素的影響,比如突如其來的地震、暴雨引起的洪水、戰(zhàn)爭等,都可能引起這些水庫發(fā)生潰壩事故。雖然眾多的學(xué)者針對潰壩問題進(jìn)行了大量的探討研究,并取得了豐碩的成果,但是,大多數(shù)研究都是針對單級大壩潰決后的潰壩水流問題,而對于梯級水庫群的連鎖潰壩水流特性研究還很少見。本文在前人的一些試驗的研究基礎(chǔ)上,綜合利用水力學(xué)和水動力學(xué)等知識建立了潰壩水流數(shù)學(xué)模型,對梯級水庫中單級壩體潰決和兩級壩體連鎖潰決時的潰壩水流進(jìn)行數(shù)值研究,分析研究了不同上下游水庫壩前水深比、河道坡度以及連鎖潰壩壩體間距對潰壩水流的影響。本文主要研究內(nèi)容如下：(1)詳細(xì)分析了流體運(yùn)動的基本理論,并在此基礎(chǔ)上建立了用于模擬潰壩水流的COBRAS模型,利用潰壩試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證后可知,該模型能夠用于潰壩水流模擬；(2)利用文中建立的COBRAS模型模擬不同上下游水深比、河道坡度條件下梯級水庫中的單級潰壩水流,模擬結(jié)果表明：在不同條件下,單級潰壩水流的演進(jìn)過程、潰壩水流對下游水庫內(nèi)水體的擾動過程在時間和空間尺度上均存在顯著差異；(3)利用文中建立的COBRAS模型模擬不同上下游深比、河道坡度以及壩間距條件下梯級水庫中的兩級連鎖潰壩水流,模擬結(jié)果表明：在不同上下游水深比、河道坡度條件下,連鎖潰壩水流的演進(jìn)過程和下游庫區(qū)內(nèi)水流特性存在較大差異,但是在不同壩間距條件下,連鎖潰壩水流在下游庫區(qū)內(nèi)的擾動過程基本一致；(4)利用文中建立的COBRAS模型模擬相同的工況下梯級水庫中的單級潰壩水流和兩級連鎖潰壩水流,模擬結(jié)果表明：由于連鎖潰壩產(chǎn)生的水流疊加效應(yīng)明顯,連鎖潰壩水流對下游庫區(qū)內(nèi)水體的擾動更加劇烈。
【關(guān)鍵詞】：連鎖潰壩 數(shù)值模型 VOF 水位 演進(jìn)過程
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV122.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 1 緒論14-24
• 1.1 問題的提出及研究意義14-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-22
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3 本文的研究方法和內(nèi)容22-24
• 2 潰壩水流數(shù)值模擬基本理論24-44
• 2.1 概述24
• 2.2 控制方程24-26
• 2.2.1 質(zhì)量守恒方程24-25
• 2.2.2 動量守恒方程25-26
• 2.3 雷諾平均方法26-27
• 2.4 湍流模型27-33
• 2.4.1 零方程模型28
• 2.4.2 一方程模型28-29
• 2.4.3 二方程模型29-33
• 2.5 有限體積法33-37
• 2.5.1 概述33-34
• 2.5.2 有限體積法基本思想34
• 2.5.3 二維問題中有限體積法的應(yīng)用34-37
• 2.6 流場數(shù)值計算方法37-41
• 2.7 運(yùn)動界面的流體體積追蹤法41-43
• 2.7.1 概述41
• 2.7.2 VOF方法41-43
• 2.8 本章小結(jié)43-44
• 3 潰壩水流數(shù)學(xué)模型建立與驗證44-52
• 3.1 概述44
• 3.2 建立模型44-46
• 3.2.1 控制方程44-46
• 3.2.2 控制方程離散46
• 3.2.3 求解方法46
• 3.3 驗證模型46-49
• 3.3.1 瞬間局部潰壩水流算例46-47
• 3.3.2 瞬間全潰水流算例47-49
• 3.3.3 非平底潰壩水流算例49
• 3.4 本章小結(jié)49-52
• 4 梯級水庫中單級潰壩水流模擬研究52-78
• 4.1 概述52
• 4.2 物理模型52-53
• 4.3 模型網(wǎng)格剖分53
• 4.4 邊界條件處理53
• 4.5 模擬與分析53-77
• 4.5.1 上下游水深比對潰壩水流的影響54-71
• 4.5.2 河道坡度對潰壩水流的影響71-77
• 4.6 本章小結(jié)77-78
• 5 梯級水庫中兩級水庫連鎖潰壩水流模擬研究78-94
• 5.1 概述78
• 5.2 物理模型78-79
• 5.3 模型網(wǎng)格剖分79
• 5.4 邊界條件處理79
• 5.5 模擬與分析79-92
• 5.5.1 上下游水深比對潰壩水流的影響81-86
• 5.5.2 河道坡度對潰壩水流的影響86-89
• 5.5.3 壩間距對潰壩水流的影響89-92
• 5.5.4 結(jié)果分析92
• 5.6 本章小結(jié)92-94
• 6 單級潰壩與兩級連鎖潰壩模擬結(jié)果比較94-98
• 6.1 上下游水深比相同條件下比較94-96
• 6.2 河道底坡相同條件下比較96
• 6.3 本章小結(jié)96-98
• 7 結(jié)論與展望98-102
• 7.1 結(jié)論98-99
• 7.2 展望99-102
• 參考文獻(xiàn)102-108
• 致謝108

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 戎貴文;袁岳;肖柏青;向英奇;;局部斷面收縮的潰壩水流三維數(shù)值模擬[J];水利水電科技進(jìn)展;2015年06期

2 袁岳;戎貴文;戴會超;肖柏青;王靜;;基于2D FEVM-SWEs的局部底床變形潰壩水流模擬[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯;2015年05期

3 ;EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE FAILURE OF CASCADE LANDSLIDE DAMS[J];Journal of Hydrodynamics;2012年03期

4 ;EXPERIMENTAL STUDY OF DAM-BREAK FLOW IN CASCADE RESERVOIRS WITH STEEP BOTTOM SLOPE[J];Journal of Hydrodynamics;2011年04期

5 宋利祥;周建中;王光謙;王玉春;廖力;謝田;;潰壩水流數(shù)值計算的非結(jié)構(gòu)有限體積模型[J];水科學(xué)進(jìn)展;2011年03期

6 李云;王曉剛;宣國祥;李君;王小東;;均質(zhì)土壩漫頂潰壩模型相似準(zhǔn)則研究[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯;2010年02期

7 張琨;陳樹山;華家鵬;童奕懿;黃啟有;;潰壩洪水水面線的簡化計算方法[J];水電能源科學(xué);2010年02期

8 ;Overtopping breaching of cohesive homogeneous earth dam with different cohesive strength[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2009年10期

9 牛志攀;許唯臨;張建民;李進(jìn);岳超;;堰塞湖沖刷及潰決試驗研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版);2009年03期

10 符傳君;練繼建;;潰壩水流在復(fù)雜河道中傳播的三維數(shù)值模擬[J];水利學(xué)報;2007年10期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王金宏;基于GPU-CA模型的潰壩洪水實(shí)時模擬與分析[D];西南交通大學(xué);2014年

2 任海;潰壩洪水演進(jìn)數(shù)值模擬分析研究[D];天津大學(xué);2012年

3 蔣友祥;潰壩及洪水演進(jìn)的數(shù)值模擬研究[D];重慶交通大學(xué);2011年

，

本文編號：1030650