【摘要】：隨著水生態(tài)文明城市的創(chuàng)建,城市河道規(guī)劃及城市水系景觀設計等在民生水利建設工程中越來越多地受到人們的的關注。在設計景觀河道時,鑒于對河道的防洪、排澇、景觀以及生態(tài)等功能的考慮,經(jīng)常采用復式斷面作為河道整治斷面形式的最佳選擇。但是降雨的時空分布不均,水文的洪枯流量大小直接影響著河道的水景觀。為保持河道的水景觀,經(jīng)常在河道上修建小型實用堰。本文針對這種小型景觀河道工程受試驗經(jīng)費與試驗周期等限制,大多只采用水力計算的問題,提出了采用數(shù)值模擬代替物理模型試驗的方法對水力設計方案加以驗證。本文運用FLUENT軟件,以某城市景觀河道的水流為研究對象,分別對復式渠道的水流與小型實用堰的過堰水流進行了數(shù)值模擬研究,其主要內(nèi)容及研究成果如下:(1)梳理分析了三維紊流數(shù)值模擬的基本控制方程、數(shù)值求解方法、紊流模型類型以及對自由表面計算所采用的常見方法。(2)模擬了不同流量下,水流在不同復式斷面與不同粗糙度(即不同襯砌材料)下的水流特性,計算分析了渠道斷面流速矢量圖、流速等值線圖以及壓強分布圖等。結(jié)果分析比較得出:選擇混凝土作為襯砌材料時,水流流態(tài)平順且水力特性較好。其研究成果可為同類小型河道工程設計,提供一定的參考價值和借鑒作用。(3)本文利用FLUENT軟件,采用RNG k-ε紊流模型,三維非均勻結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分,有限體積法進行離散求解,VOF法作為對自由表面的處理技術,對小型堰體過堰水流進行了仿真模擬計算。通過比較直角進口寬頂堰與折線型堰過堰水流的流線圖,流速矢量圖,流速等值線圖及壓強分布圖,分析得出折線型堰的過堰水流流態(tài)要比寬頂堰的過堰水流流態(tài)好,其模擬結(jié)果合理可靠。
【圖文】：

可將其分為大渦模擬法、統(tǒng)計平均法和 Reynolds 平均法。統(tǒng)計平均法側(cè)重于用相關函數(shù)及譜分析的方法來研究湍流機理，在很廣泛。紊流數(shù)值模擬的方法見下圖所示。

不同斷面復式渠道計算模型
【學位授予單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV133

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本文編號：2660246