發(fā)布時間：2018-01-02 19:00

  本文關(guān)鍵詞：彎道水流調(diào)整池對流態(tài)改善情況的數(shù)值模擬研究　出處：《鄭州大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 彎道水流調(diào)整池 VOF法 RNG k-ε模型 流態(tài)改善評價標尺

【摘要】：在實際工程中減少彎道水流對凹岸的沖刷破壞、減弱彎道水流的橫向環(huán)流以加快彎道后直道段的水流盡快回歸平穩(wěn),是在工程設(shè)計中需要考慮的問題。對此,國內(nèi)外的許多專家學者都做了大量的嘗試。彎道水流調(diào)整池是一種調(diào)整效果好、結(jié)構(gòu)體型簡單、施工方便、易于維護的改善彎道水流流態(tài)的更有效措施。目前已經(jīng)在南灣水庫溢洪道尾水渠彎道上實施。但關(guān)于彎道水流調(diào)整池對彎道水流的調(diào)整規(guī)律性還有必要進行進一步研究,以便為同類工程應(yīng)用提供設(shè)計依據(jù)。本文采用數(shù)值模擬的方法研究了彎道水流調(diào)整池相關(guān)參數(shù)的變化對彎道水流改善的效果影響及其尺寸優(yōu)化。首先選用RNG k-?湍流模型,同時采用控制體積法離散控制方程,并使用VOF法追蹤自由液面,對于壓力場與速度場的計算本文采用PISO法。在此基礎(chǔ)上本文主要做了以下工作1.對彎道水流調(diào)整池的可行性進行了研究;2.對同彎角度、不同縱向坡度的情況下,模擬了分析了彎道水流流態(tài)的變化,由此得到調(diào)整池在不同條件下對彎道橫向水面比降的改善、消能、以及對橫向環(huán)流翻滾情況的影響;3.通過模擬分析,同時結(jié)合實際工程的需要,選取適宜的參數(shù)變化區(qū)間,給出了改善效果較好的調(diào)整池參數(shù)。本論文的主要結(jié)論:1.彎道水流調(diào)整池無論是在改善自由液面坡降還是減輕液面的旋轉(zhuǎn)翻滾情況均能達到一個較好的效果。2.彎道水流對調(diào)整池的深度要求不高,彎道縱向坡度越大,對調(diào)整池的深度越“敏感”。即彎道縱向坡度越大,實際需要的調(diào)整池深度可以適當?shù)臏p小。3.彎道縱向坡度越大的彎道所需的彎道水流調(diào)整池長度越長。4.調(diào)整池的位置對彎道自由液面評價高度,也即對液面坡降改善的影響不大,通常位置因素只影響彎道橫向環(huán)流情況。5.同縱坡坡度下彎道彎角的大小對最佳彎道水流調(diào)整池深度的選擇區(qū)間的影響不大。6.同縱坡坡度下彎道彎角越大對彎道水流調(diào)整池最佳長度區(qū)間的需求通常越小。7.與常規(guī)消力池相比,彎道水流調(diào)整池的消能率較小。
[Abstract]:In the actual project to reduce the erosion of concave bend flow damage, transverse circulation weakened bend flow to speed up the curve after the straight section of the water as soon as possible to return to stable, need to be considered in engineering design problems. In this regard, many domestic and foreign experts and scholars have done a lot to try. Bend flow adjustment is a pool the adjustment effect is good, simple structure, convenient construction, easy maintenance and more effective measures to improve the flow pattern. The curve has been implemented in Nanwan Reservoir Spillway tailrace bend. But on the bend flow adjustment pool of bend flow adjustment rules as well as the need for further research, in order to provide design basis for the similar engineering changes. This paper studies the bend flow adjustment pool related parameters by using the numerical simulation method to improve the effect of bend flow and size optimization. First choice RNG K-? Turbulence model, and by using the control volume method to discrete the control equations, and tracking the free surface using the VOF method, for the calculation of the pressure field and velocity field by PISO method. On the basis of this paper mainly do the following work on the feasibility of 1. bend flow adjustment pool were studied; 2. of the same bending angle, different the vertical slope under the condition of simulated analysis of the change of the flow pattern of the curve, the adjustment pool under different conditions on the transverse surface slope improvement, energy dissipation, and the influence of the transverse circulation rolling; 3. by simulation analysis, combined with the actual needs of the project, select the suitable parameter ranges. To improve the pool better adjustment parameters are given. The main conclusions of this paper: 1. bend flow adjustment in both the rotary rolling pool to improve or reduce the level of free surface gradient can reach a The good effect of bend flow.2. to adjust the depth of the pool is not high, the greater the slope of the longitudinal curve, adjust the pool depth more "sensitive". That is, the greater the slope curve of vertical height adjustment, the actual needs of the pool depth can be reduced properly.3. bend longitudinal slope greater bend required bend flow adjustment pool the longer the length of the.4. adjustment pool position on the curve of free surface evaluation, namely to improve the level of the gradient has little effect, usually only affect the location factor has little effect on the.6. curve selection range of transverse circulation.5. with longitudinal slope under the curve bending angle on the optimum bend flow adjusting pool depth with longitudinal slope slope bend angle of the bend flow adjustment pool optimal length of interval demand is often less.7. compared with the conventional stilling pool, energy dissipation is smaller. Bend flow adjustment pool

【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TV135

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本文編號：1370495