采用RNG k-ε紊流模型對陽升觀臺階溢洪道水力特性進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了臺階面水流流態(tài)和流場分布情況,并與模型試驗(yàn)對比,結(jié)果表明數(shù)值模擬的計算成果是準(zhǔn)確可靠的。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了臺階面的流速分布、壓力分布、消能率以及紊動能和紊動能耗散率的分布特點(diǎn)。研究表明,臺階面流速從臺階內(nèi)部至水面逐漸增大;臺階面最大壓力出現(xiàn)在臺階水平面上,最小壓力出現(xiàn)在臺階豎直面上,且為負(fù)壓;臺階面水流消能率與臺階級數(shù)存在良好的線性關(guān)系;紊動能和紊動能耗散率順?biāo)鞣较蛑饾u增大,直至形成均勻的滑移流,兩者達(dá)到最大。 

【文章來源】：武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2020,53(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

模型實(shí)景

為了驗(yàn)證數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性，將50年一遇工況下的數(shù)值模擬計算結(jié)果與模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。圖3繪制了13～16級臺階上流速矢量圖，圖4為13～16級臺階試驗(yàn)流態(tài)圖。觀察發(fā)現(xiàn)，臺階面的水流為穩(wěn)定的滑移流，臺階上出現(xiàn)了明顯的逆時針旋渦，并不斷與主流發(fā)生剪切作用，實(shí)現(xiàn)動量交換，這與試驗(yàn)觀測的水流流態(tài)相符。此外，臺階溢洪道上水流流速沿著陽角連線的法線方向由內(nèi)向外逐漸增大，在水面附近流速達(dá)到最大，約13.24 m/s，與試驗(yàn)所測臺階面最大流速13.55 m/s相近。綜上所述，數(shù)值模擬的計算結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。圖3 臺階面流場流速矢量圖（P=2%)

圖3 臺階面流場流速矢量圖（P=2%)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]臺階式溢洪道純臺階消能率的研究[J]. 張峰,劉韓生.  水力發(fā)電學(xué)報. 2015(04)
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[4]“V”形臺階溢洪道的消能特性[J]. 田忠,許唯臨,余挺,周鴻漢,肖富仁.  四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版). 2010(02)
[5]帶有曲線自由水面的階梯溢流壩面流場的數(shù)值模擬[J]. 陳群,戴光清,劉浩吾.  水利學(xué)報. 2002(09)
[6]階梯溢流壩面流場的紊流數(shù)值模擬[J]. 陳群,戴光清,劉浩吾.  天津大學(xué)學(xué)報. 2002(01)

博士論文
[1]機(jī)翼形量水槽測流機(jī)理與體形優(yōu)化研究[D]. 孫斌.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013



本文編號：3376418