【摘要】：泄洪水流往往是高速水流的范疇,因?yàn)槠淞魉俑摺⑿沽看�、消能功率大、能量比較集中,通常是導(dǎo)致泄水建筑物破壞的原因之一。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)高流速泄洪洞也進(jìn)行了大量的探究。本文在前人取得的成果之上,利用FLUENT軟件對(duì)新疆某水利樞紐工程中孔泄洪洞的水力特性進(jìn)行三維數(shù)值模擬,并對(duì)其摻氣設(shè)施體型進(jìn)行了優(yōu)化模擬研究。為了獲得泄洪高速水流的水力特性,本文運(yùn)用了VOF方法的水氣二相模型,并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)k-ε紊流模型和有限體積法、交錯(cuò)網(wǎng)格的SIMPLE算法對(duì)原設(shè)計(jì)方案中孔泄洪洞的水力特性進(jìn)行了三維數(shù)值計(jì)算,將流態(tài)、水面線、洞頂余幅、流速的數(shù)值模擬結(jié)果與模型試驗(yàn)資料的實(shí)測(cè)值進(jìn)行了比較,二者吻合較好,說(shuō)明本文選用的數(shù)學(xué)模型和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)基本正確。模擬結(jié)果表明原設(shè)計(jì)方案的洞截面尺寸、洞頂高程均滿足泄流要求。但原方案摻氣槽處摻氣空腔體積偏小,空腔形態(tài)偏差,并沒(méi)有達(dá)到摻氣減蝕的目的,故對(duì)設(shè)置摻氣設(shè)施前后兩種工況,共五種方案進(jìn)行數(shù)值模擬,對(duì)摻氣槽處的部分水力特性和摻氣效果進(jìn)行詳細(xì)的分析比較,最終得到推薦的摻氣設(shè)施體型。推薦方案在泄洪洞設(shè)計(jì)工況和校核工況下,各建筑物的邊墻高度均能滿足設(shè)計(jì)要求,摻氣槽處水流平順,沒(méi)有出現(xiàn)翻滾等惡劣的流態(tài),摻入的氣體在挑坎立面下游形成完整的空腔,說(shuō)明在此方案下能有效的摻氣。本文最后對(duì)推薦方案的空化數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,發(fā)現(xiàn)泄洪洞容易發(fā)生空蝕破壞的是泄槽段,需采取必要措施避免空蝕破壞。
【學(xué)位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TV135.2

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