發(fā)布時(shí)間：2020-04-07 09:02

【摘要】：水躍是水工建筑物中常用的消能形式之一,躍長、躍后水深決定實(shí)際工程中消力池長度及護(hù)坦高度。但由于水躍具有淹沒度、紊動(dòng)性從而使自由液面具有多變性;同時(shí)數(shù)值模擬時(shí),對(duì)紊流模型的建立與求解及復(fù)雜自由液面的追蹤問題的處理較為困難,導(dǎo)致對(duì)水躍進(jìn)行試驗(yàn)、理論、數(shù)值模擬方面的研究都面臨諸多問題。光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)(SPH)法在處理大變形問題以及自由表面追蹤問題具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。因此本論文將利用SPH法,使用開源代碼SPHysics并結(jié)合現(xiàn)已有國外試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)分析波狀消力池底板上的水躍特性;探究波狀消力池底板的波形、波峰、波長三個(gè)影響因素對(duì)水躍特性的影響,以提高消能率為目標(biāo),得到較優(yōu)波形,為此類消能工的研究提供參考數(shù)據(jù)。經(jīng)研究分析得出主要結(jié)論有:SPH方法對(duì)波狀底板研究的適用性,且波狀底板上躍長、尾水深較光滑底板上均有所減小,且消能率明顯增加,突出波狀底板在消能方面的優(yōu)越性。所研究的三種波狀底板,它們的消能率皆高于光滑底板。其中消能率較高是三角形底板,其次是正弦形,消能效果較差的是梯形底板。相同條件下,波高與躍后水深、躍長成正比,與消能率成反比;波長與躍長、消能率成正比,與躍后水深成反比。因此,若要提高消能率應(yīng)該在適當(dāng)條件下,減小波高,增大波長。
【圖文】：

圖 2.1 粒子 i 的支持域了保證粒子間相互作用力間存在物理意越小彼此影響越�。涣Ｗ娱g距越小，相互距離增大時(shí)，光滑函數(shù)的值應(yīng)該呈現(xiàn)單調(diào)光滑長度 h 趨于零時(shí)，光滑函數(shù)體現(xiàn)狄克lim(',)(')0Wrrhrrh = →δ 某些粒子在不同位置時(shí)，，但它們到給定相同的，即要求光滑函數(shù)為偶函數(shù)。同時(shí)近似表達(dá)式（2-4）在點(diǎn) r 處采用泰勒級(jí)數(shù)。])(')((')(',)'22rrrRrrWrrhdr + ×

法中對(duì)時(shí)間步長提供了四種數(shù)值計(jì)算方法：預(yù)測校正tic 算法、Beeman 算法。在本研究中選取的是預(yù)測校演變過程，對(duì)動(dòng)量、密度、位置、能量方程的表述形)1+n。nananavvv = +1 +1/22nananaρ =ρ ρ+1 +1/22nananarrr = +1 +1/22nananae =e e+1 +1/22索法代碼中將計(jì)算域劃分為邊長為 2h 的正方形單元見圖 集的范圍，可以發(fā)現(xiàn)相鄰單元中依然存在大量粒子作用僅是黑點(diǎn)描述的區(qū)域。因此確定粒子相互作用范的部分粒子而非全部粒子。這樣對(duì)每個(gè)時(shí)間步的步次（N 為粒子總數(shù)），從而大大縮短了計(jì)算時(shí)間，提高了
【學(xué)位授予單位】：青海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TV135.2

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本文編號(hào)：2617711