目前,物理模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬計算的結(jié)合日益緊密,共同為工程建設(shè)發(fā)揮著重要作用。本文以巢湖東大圩進(jìn)洪閘為研究對象,采用Fluent軟件和物理模型試驗(yàn)對該閘進(jìn)行了相關(guān)數(shù)值計算和試驗(yàn)研究。采用CAD及GAMBIT軟件建立水閘整體模型及斷面模型并導(dǎo)入Fluent,采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和隱式算法,以標(biāo)準(zhǔn)的k-ε紊流模型封閉Reynolds方程,采用VOF法追蹤自由水面,對東大圩進(jìn)洪閘進(jìn)行了三維數(shù)值模擬計算。數(shù)值模擬計算主要分三個方面內(nèi)容：首先是計算水閘最不利工況下的泄流能力以及6種工況下的閘門開度與泄流量關(guān)系；然后模擬水閘泄流,分析比較各種布置方案下的閘下游水流流態(tài),對消能工進(jìn)行修改優(yōu)化；最后模擬不同的閘門開啟方式,通過觀察閘下流態(tài)確定水閘在運(yùn)行管理中的最佳開啟、關(guān)閉方式。同時為驗(yàn)證數(shù)值模擬計算的可行性,在滿足重力相似的準(zhǔn)則下采用正態(tài)模型進(jìn)行物理模型試驗(yàn)。對比分析數(shù)值計算與模型試驗(yàn)結(jié)果,得出結(jié)論：1、水閘在最不利工況下泄流能力滿足設(shè)計要求；2、對五種結(jié)構(gòu)布置方案進(jìn)行了計算與試驗(yàn),對比分析得出修改方案四消能效果最好,選為優(yōu)化布置方案；3、閘門最佳開啟順序?yàn)?#、6#孔→3#、4#孔→2#、5#孔,關(guān)閉...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究的背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 物理模型試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 相關(guān)紊流計算理論與分析方法
    2.1 流體動力學(xué)控制方程
        2.1.1 質(zhì)量守恒定律
        2.1.2 動量守恒定律
        2.1.3 組分質(zhì)量守恒定律
        2.1.4 紊流控制方程
        2.1.5 控制方程通用形式
    2.2 紊流模型
        2.2.1 雷諾時均方程
        2.2.2 大渦模擬(LES)
        2.2.3 直接數(shù)值模擬(DNS)
    2.3 常用離散分析方法
    2.4 FLUENT運(yùn)用處理
        2.4.1 壓力-速度耦合關(guān)系的處理
        2.4.2 邊界條件
        2.4.3 自由面的處理
        2.4.4 收斂性判斷準(zhǔn)則
    2.5 本章小結(jié)
第三章 數(shù)值模擬計算
    3.1 工程概況
    3.2 模型的建立與網(wǎng)格劃分
    3.3 數(shù)值模擬計算
        3.3.1 泄流能力及水位流量關(guān)系
        3.3.2 消能工及閘底板高程優(yōu)化
        3.3.3 閘門管理運(yùn)用
    3.4 本章小結(jié)
第四章 物理模型試驗(yàn)
    4.1 模型設(shè)計
        4.1.1 整體模型
        4.1.2 斷面模型
    4.2 試驗(yàn)結(jié)果對比分析
        4.2.1 泄流試驗(yàn)對比
        4.2.2 消能工優(yōu)化試驗(yàn)對比
        4.2.3 閘門開啟試驗(yàn)對比
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)



本文編號：3821704