本文關(guān)鍵詞：螺旋流排沙渦管三維流場數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國的河流含沙量普遍較高,由于河道來沙量大,進(jìn)渠泥沙多,因而造成水輪機、泵站機器磨損,渠道淤積,有的被迫停水清淤,給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來很大損失。螺旋流排沙渦管是一種較為經(jīng)濟實用的排沙措施,主要應(yīng)用于灌溉渠系及水電站引水渠道的泥沙處理,具有結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、消耗水量少、排沙效果明顯等優(yōu)點。因此,分析研究螺旋流的形成條件、排沙機理、耗水量及渦管中流速分布,對解決渠底泥沙淤積問題、提高泵站運行壽命以及螺旋流排沙工程的方案優(yōu)化設(shè)計具有很大的現(xiàn)實意義。螺旋流排沙渦管的設(shè)計和內(nèi)部螺旋流流場的流速結(jié)構(gòu)是螺旋流排沙研究的兩個重要內(nèi)容,鑒于目前對螺旋流排沙渦管的研究主要建立在物理模型試驗的基礎(chǔ)上,而物理模型試驗周期長,費用高及不能確切觀測螺旋流流場等缺陷,本文利用FLUENT軟件,建立了螺旋流排沙渦管的三維模型并對渦管內(nèi)流場進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。模擬采用SIMPLE算法,以-kRNGe模型封閉Reynolds方程,采用VOF法追蹤自由表面。主要研究結(jié)果如下:(1)通過對螺旋流排沙渦管的三維數(shù)值模擬,得到了引水渠道及螺旋流排沙渦管內(nèi)完整流場信息,通過與有關(guān)試驗資料對比,渦管內(nèi)流速分布計算值與實測值吻合良好。(2)通過對不同引水渠底坡度、渦管直徑、渦管頂部開角、渦管軸線與引水渠內(nèi)水流方向夾角等方案螺旋流排沙渦管中流場進(jìn)行三維數(shù)值模擬,得到了不同方案及參數(shù)渦管中水流流態(tài)及流速分布,通過分析比較各因素對渦管內(nèi)流態(tài)及流速分布的影響,給出了螺旋流排沙渦管設(shè)計的合理參數(shù)。(3)采用離散相模型(DPM)將泥沙顆粒導(dǎo)入螺旋流排沙渦管模型,使離散相泥沙顆粒與連續(xù)相水體進(jìn)行耦合,得到了泥沙顆粒從渠道進(jìn)入排沙渦管及在渦管中的運動軌跡。
【關(guān)鍵詞】：渦管 螺旋流 三維數(shù)值模擬 流速分布 最優(yōu)方案
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV149
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究的背景、目的和意義10-11
• 1.2 研究的方法11-12
• 1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 經(jīng)驗公式與物理模型試驗的研究12-13
• 1.3.2 數(shù)值模擬的研究13-14
• 1.4 本論文的主要工作及內(nèi)容14-16
• 第二章 紊流模型及應(yīng)用軟件介紹16-22
• 2.1 紊流數(shù)值模擬方法簡介16-17
• 2.1.1 直接數(shù)值模擬16
• 2.1.2 非直接數(shù)值模擬16-17
• 2.2 流場數(shù)值計算方法17-18
• 2.3 邊界條件18-19
• 2.3.1 入流邊界18
• 2.3.2 出流邊界18
• 2.3.3 自由邊界18-19
• 2.3.4 對稱邊界19
• 2.3.5 自由表面邊界19
• 2.3.6 壁面邊界19
• 2.4 自由液面追蹤方法19-20
• 2.5 應(yīng)用軟件簡介20-21
• 2.5.1 前處理軟件20
• 2.5.2 計算軟件20
• 2.5.3 后處理軟件20-21
• 2.6 本章小結(jié)21-22
• 第三章 三維模型的建立22-26
• 3.1 計算模型22-24
• 3.2 數(shù)學(xué)模型24-25
• 3.3 邊界條件25
• 3.4 本章小結(jié)25-26
• 第四章 螺旋流排沙渦管數(shù)值模擬26-59
• 4.1 螺旋流流場的流速分布26-32
• 4.1.1 螺旋流流場26-28
• 4.1.2 切向流速分布28-29
• 4.1.3 軸向流速分布29-32
• 4.2 影響渦管內(nèi)流速的因素32-48
• 4.2.1 水槽底坡32-36
• 4.2.2 渦管的直徑36-40
• 4.2.3 渦管軸線與水槽內(nèi)水流方向的夾角40-43
• 4.2.4 渦管頂部開角43-46
• 4.2.5 結(jié)果與分析46-48
• 4.3 螺旋流排沙渦管工程最優(yōu)方案設(shè)計48-55
• 4.3.1 渦管直徑48-51
• 4.3.2 渦管軸線與水槽內(nèi)水流方向的夾角51-53
• 4.3.3 渦管開角53-55
• 4.4 泥沙顆粒運動軌跡的三維數(shù)值模擬55-57
• 4.4.1 離散相模型56
• 4.4.2 泥沙顆粒的運動軌跡56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 第五章 結(jié)論與展望59-61
• 5.1 本文的主要研究成果59
• 5.2 不足及展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 致謝64-65
• 作者簡介65

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳立榮;螺旋流排沙[J];中國水利;1998年02期

  本文關(guān)鍵詞：螺旋流排沙渦管三維流場數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：384726