為確定長距離分段低壓輸水系統(tǒng)中堰井淹沒出流時水體的固有頻率計算公式,基于帶薄擋板矩形水箱水體固有頻率計算公式,將原保水堰進行簡化,并考慮堰厚及前后底板高差的影響,對水深進行修正,得到了保水堰堰井淹沒出流時水體固有頻率的計算公式,物理試驗驗證了修正公式具有較高的精度。利用Fluent軟件模擬了不同堰高、堰厚、堰位置下水體的固有頻率,發(fā)現(xiàn)修正公式計算結果比原公式更接近模擬值,進一步驗證了修正公式的適用性,并給出了不同變量對固有頻率的影響規(guī)律。

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【部分圖文】：

圖1 帶薄擋板矩形水箱示意圖

帶薄擋板矩形水箱示意圖見圖1。2.2原公式的不足及修正

圖2 保水堰模型

保水堰堰井上下游底板存在高差且內(nèi)部保水堰形狀復雜（圖2(a）），將保水堰當作擋板直接用式（1）計算存在誤差，需對其進行修正。但直接對式（1）進行修正需考慮的變量較多，反而對修正不利。因此，先對原保水堰進行簡化：保持上游底板高程?U、下游底板高程?D、堰中心到堰井下游井壁的距離Lb....

圖3 不同流量下公式計算與物理試驗結果的對比

圖3為不同入口流量下物理試驗及式（1）、（3）算得的固有頻率f隨水深的變化。為使結果具有通用性，堰后水深用無量綱化值hD表示，hD=HD/P。由圖3可看出，由式（1）得到的固有頻率相對誤差最大達29.19%、最小為2.29%、平均相對誤差為13.17%；式（3）最大相對誤差僅為1....

圖4 數(shù)值模型網(wǎng)格劃分

下游箱涵選用壓力出口邊界，根據(jù)靜壓原理P=ρgh(P為出口邊界各點壓強；ρ為水密度；g為重力加速度；h為該點處水深），通過自定義函數(shù)（UDF）設置不同的h值來間接控制堰井中的水深；堰井頂部選用壓力入口邊界，相對壓力為0；其余為固體邊壁，采用壁面函數(shù)來模擬。圖4為數(shù)值模擬網(wǎng)格劃分。....

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