發(fā)布時間：2017-05-21 20:16

  本文關鍵詞：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,給工農業(yè)生產帶來很大損失。螺旋流排沙渦管是一種較為經濟實用的排沙措施,主要應用于灌溉渠系及水電站引水渠道的泥沙處理,具有結構簡單、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)化設計具有很大的現(xiàn)實意義。螺旋流排沙渦管的設計和內部螺旋流流場的流速結構是螺旋流排沙研究的兩個重要內容,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流場進行了三維數(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完整流場信息,通過與有關試驗資料對比,渦管內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水流方向夾角等方案螺旋流排沙渦管中流場進行三維數(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流態(tài)及流速分布的影響,給出了螺旋流排沙渦管設計的合理參數(shù)。(3)采用離散相模型(DPM)將泥沙顆粒導入螺旋流排沙渦管模型,使離散相泥沙顆粒與連續(xù)相水體進行耦合,得到了泥沙顆粒從渠道進入排沙渦管及在渦管中的運動軌跡。
【關鍵詞】：渦管 螺旋流 三維數(shù)值模擬 流速分布 最優(yōu)方案
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 國內外的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 經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容14-16
• 第二章 紊流模型及應用軟件介紹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)學模型24-25
• 3.3 邊界條件25
• 3.4 本章小結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 渦管軸線與水槽內水流方向的夾角40-43
• 4.2.4 渦管頂部開角43-46
• 4.2.5 結果與分析46-48
• 4.3 螺旋流排沙渦管工程最優(yōu)方案設計48-55
• 4.3.1 渦管直徑48-51
• 4.3.2 渦管軸線與水槽內水流方向的夾角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57-59
• 第五章 結論與展望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61-64
• 致謝64-65
• 作者簡介65

【參考文獻】

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