琴鍵堰（Piano Key Weirs）是一種新型的迷宮堰。它和迷宮堰一樣,相較于傳統(tǒng)的直線堰,增加了溢流前緣的長度,提高了泄流能力;相較于傳統(tǒng)的迷宮堰,它將溢流前緣向上下游倒懸,在相同的溢流前緣長度下,減小了基座面積,克服了迷宮堰基座大的缺點,可以廣泛運(yùn)用于新建的混凝土重力壩上和已建工程的擴(kuò)容改建上面。琴鍵堰泄流流態(tài)復(fù)雜,體型參數(shù)較多,因此對其體型參數(shù)研究具有重要的理論意義和工程實用價值。琴鍵堰進(jìn)出口宮室倒懸角的大小是影響其泄流能力的一個重要參數(shù),本文采用三維湍流數(shù)學(xué)模型,結(jié)合VOF自由表面追蹤法,研究了琴鍵堰上下游倒懸角度對琴鍵堰泄流能力大小的影響。首先在實驗水槽內(nèi)對一個體型方案琴鍵堰的泄流流態(tài)和泄流能力進(jìn)行了實驗研究,通過于數(shù)值模擬的結(jié)果對比,發(fā)現(xiàn)二者結(jié)果吻合的很好,驗證了數(shù)學(xué)模型。本文設(shè)計了 5種不同的堰型,他們除了倒懸角不同外,其他的參數(shù)都相同。通過對這五種體型的琴鍵堰進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了他們泄流量隨堰上水頭增高變化,發(fā)現(xiàn)隨著堰上水頭的增加,泄流量在不斷的增加,且倒懸角度較大的琴鍵堰泄流能力更強(qiáng),而后把琴鍵堰的泄流分為側(cè)面溢流,出口溢流和入口溢流,通過對三個溢流前緣泄流能力的... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號表
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 琴鍵堰的研究進(jìn)展
    1.3 泄水建筑物數(shù)值模擬的研究進(jìn)展
    1.4 研究內(nèi)容與研究目標(biāo)
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 本文的技術(shù)路線
        1.4.3 研究目標(biāo)
    1.5 本章小結(jié)
2 紊流模型理論
    2.1 紊流運(yùn)動的基本方程
    2.2 紊流數(shù)值模擬方法
    2.3 紊流模型分類
    2.4 數(shù)值離散方法
    2.5 自由表面模擬方法
3 模型驗證
    3.1 琴鍵堰模型試驗
        3.1.1 模型尺寸
        3.1.2 模型試驗數(shù)據(jù)
    3.2 琴鍵堰數(shù)值模型的建立
        3.2.1 邊界條件的設(shè)置
        3.2.2 湍流數(shù)學(xué)模型的選擇
        3.2.3 計算工況
    3.3 數(shù)值模擬與模型試驗結(jié)果分析
        3.3.1 泄流能力對比分析
        3.3.2 水流流態(tài)對比分析
        3.3.3 模擬流速分析
        3.3.4 壓強(qiáng)分析
    3.4 本章小結(jié)
4 琴鍵堰典型倒懸比方案泄流能力分析
    4.1 模擬工況與體型
    4.2 計算結(jié)果分析
        4.2.1 總泄流能力分析
        4.2.2 各溢流前緣泄流能力分析
    4.3 本章小結(jié)
5 琴鍵堰過渡倒懸比方案泄流能力分析
    5.1 模擬工況與體型
    5.2 計算結(jié)果分析
        5.2.1 總泄流能力分析
        5.2.2 各溢流前緣泄流能力分析
    5.3 本章小結(jié)
6 不同庫深對泄流能力的分析
    6.1 模擬工況與體型
    6.2 計算結(jié)果
        6.2.1 總泄流能力分析
        6.2.2 各溢流前緣泄流能力分析
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]階梯溢流壩紊流數(shù)值模擬及實驗研究[D]. 陳群.四川大學(xué) 2001

碩士論文
[1]泄洪洞突擴(kuò)突跌摻氣水流特性的數(shù)值模擬研究[D]. 喬梁.昆明理工大學(xué) 2014



本文編號：3038728