發(fā)布時間：2021-09-24 02:59

　　利用計算流體力學（computational fluid dynamics, CFD）模擬軟件研究單排圓形立柱對側向進水泵站前池流態(tài)的改善情況,及其參數對回流區(qū)范圍大小和進口斷面行近流速均勻度的影響.計算結果表明,單排圓形立柱可使水流向前池兩側分流,縮小邊坡回流區(qū)范圍,使進口斷面行近流速更均勻,有效改善水流流態(tài).單排圓柱宜布置在距離進水池31.05D₀（D₀為吸水管直徑）處,圓柱間距越大、數量越少,其阻水分流效果越不明顯. 

【文章來源】：揚州大學學報(自然科學版). 2020,23(01)北大核心

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

某側向進水泵站前池(a)和圓形立柱(b)示意圖

1.4 網格無關性分析計算采用CFX軟件, 離散格式為一階迎風格式.對引渠、前池和進水池采用非結構化網格化分.為確定合理的網格計算數量, 設計了不同尺寸的網格化分方案, 網格數分別為69.8萬、91.4萬、117.4萬、143.7萬、169.3萬、191.7萬、220.9萬、250.3萬、281.2萬和310.4萬.網格質量評判指標為引渠、前池、進水池和吸水管的水力總損失Hf=(Pin-Pout)/(ρg), 式中Pin和Pout分別為進口斷面2-2和吸水管出口斷面的壓強; g為重力加速度, 取9.8 m·s-2.圖2為不同網格數量模型水力損失的計算結果.由圖2可知,網格數量少于220萬時, 水力損失數值波動較大, 當網格數超過220萬時, 水力損失變化較小, 故以網格數為220萬進行計算, 網格質量為0.83.

圖3和4分別是不同整流方案下的前池面層流線圖, 行近流速和流速均勻度圖.由圖3(a)、4(a)可知, 無圓形立柱時, 邊坡處有較大范圍的回流, 斷面1-1流速分布不均, 1、2號機組流速較小, 其余機組的流速較大.流速過大會加速水泵的磨損, 流速較小又降低水泵的效率, 所以本文通過加設圓形立柱以改善前池流態(tài).模型試驗中以Froude準則為基礎, 模擬泵站前池進水流態(tài), 預演出前池的回流區(qū)域,并用光電式旋漿流速儀測定流速.對比試驗測得的斷面1-1的行近流速值(見圖4(a)), 1號機組至5號機組的流速逐漸增大,數值模擬結果與模型試驗結果的數值大小及變化趨勢基本一致, 表明該數值模擬方法適用于研究側向進水前池整流問題.圖4 不同整流方案下斷面1-1行近流速圖(a)和流速均勻度圖(b)

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3406956