渭河楊凌區(qū)橡膠壩水工模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬分析
本文關(guān)鍵詞:渭河楊凌區(qū)橡膠壩水工模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬分析,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:渭河楊凌段防洪暨生態(tài)綜合治理工程擬在渭河干流楊凌段修筑橡膠壩,壅水形成人工景觀水域,同時(shí)對(duì)治理范圍河道疏浚及綠化美化等綜合工程治理。在城市河流生態(tài)景觀工程中,橡膠壩工程具有諸多優(yōu)勢(shì),首先其水利功能有助于河流生態(tài)的修復(fù),其次橡膠壩也具有一定的美學(xué)特點(diǎn),能夠體現(xiàn)建筑美學(xué)的自然規(guī)律,并且橡膠壩的合理布局能夠營(yíng)造獨(dú)特河流文化,營(yíng)造濱河景觀,對(duì)建設(shè)生態(tài)城市,提高環(huán)境質(zhì)量,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。數(shù)值模擬具有許多理論分析和模型試驗(yàn)不能替代的優(yōu)點(diǎn),并且隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,電腦處理數(shù)據(jù)的能力得到了巨大改進(jìn),使得數(shù)值模擬計(jì)算速度更快,花費(fèi)時(shí)間更少,得到的數(shù)據(jù)信息更加全面,因此,數(shù)值模擬方法逐漸得到了人們的重視。本文介紹了數(shù)值模擬的相關(guān)理論,總結(jié)了數(shù)值模擬方法的研究進(jìn)展;以渭河楊凌區(qū)橡膠壩工程為研究對(duì)象,通過(guò)ANSYS中的FLUENT模塊對(duì)橡膠壩工程泄流能力、水流流態(tài)等問(wèn)題進(jìn)行了三維數(shù)值模擬計(jì)算。本文利用CAD軟件建立三維幾何模型,GAMBIT軟件劃分六面體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和設(shè)置邊界條件,通過(guò)ANSYS中的FLUENT模塊建立數(shù)值模擬區(qū)域,并進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,得到四組工況下橡膠壩的泄流能力、水流流態(tài)、水面高程、壓力分布圖及流速分布圖等計(jì)算結(jié)果。通過(guò)與水工模型試驗(yàn)實(shí)測(cè)對(duì)比,兩者結(jié)果比較吻合,說(shuō)明三維數(shù)值模擬運(yùn)用的模型合理、方法正確。本論文的研究結(jié)果可以為渭河橡膠壩工程的設(shè)計(jì)提供理論支持,也可作為建設(shè)方的決策依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:橡膠壩 三維數(shù)值模擬 水工模型試驗(yàn) 泄流能力 流速分布
【學(xué)位授予單位】:西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TV644;TV131.61
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-9
- 第一章 緒論9-15
- 1.1 研究的背景、目的和意義9-10
- 1.2 主要研究方法10-11
- 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
- 1.4 主要研究?jī)?nèi)容13-15
- 第二章 橡膠壩水工模型綜述15-30
- 2.1 工程概況15
- 2.2 模型試驗(yàn)的目的和內(nèi)容15-16
- 2.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>15
- 2.2.2 試驗(yàn)內(nèi)容15-16
- 2.3 橡膠壩布置16-17
- 2.4 模型試驗(yàn)依據(jù)的資料17-18
- 2.5 模型設(shè)計(jì)與制作18-19
- 2.5.1 模型設(shè)計(jì)18
- 2.5.2 模型制作18-19
- 2.6 試驗(yàn)結(jié)果19-29
- 2.6.1 橡膠壩塌壩運(yùn)行過(guò)流能力及流量系數(shù)19-20
- 2.6.2 五孔橡膠壩全部塌壩運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果20-29
- 2.7 試驗(yàn)結(jié)論29-30
- 第三章 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)及應(yīng)用軟件簡(jiǎn)介30-46
- 3.1 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)介紹30
- 3.2 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)30-31
- 3.3 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算步驟31
- 3.4 控制方程31-34
- 3.4.1 質(zhì)量守恒方程31-32
- 3.4.2 能量守恒方程32-33
- 3.4.3 動(dòng)量守恒方程33-34
- 3.5 控制方程的離散34-38
- 3.5.1 離散化概述35
- 3.5.2 離散格式35-38
- 3.6 SIMPLE算法38-40
- 3.6.1 SIMPLE算法的修正方程39-40
- 3.7 k~ε兩方程模型40-42
- 3.7.1 標(biāo)準(zhǔn)k~ ε模型的定義41
- 3.7.2 標(biāo)準(zhǔn)k~ ε模型的有關(guān)公式41-42
- 3.8 邊界條件42-43
- 3.8.1 進(jìn)口邊界條件43
- 3.8.2 出口邊界條件43
- 3.8.3 壁面邊界條件43
- 3.9 FLUENT軟件介紹43-46
- 3.9.1 FLUENT概述43-44
- 3.9.2 FLUENT適用對(duì)象44
- 3.9.3 FLUENT求解步驟44-46
- 第四章 橡膠壩的三維數(shù)值及結(jié)果分析46-59
- 4.1 三維建模46-47
- 4.2 網(wǎng)格劃分及計(jì)算47-49
- 4.2.1 網(wǎng)格劃分48-49
- 4.2.2 算法及邊界條件49
- 4.3 計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析49-58
- 4.3.1 泄流能力49-50
- 4.3.2 水面線50-53
- 4.3.3 壓力分布53-55
- 4.3.4 流速分布55-58
- 4.4 本章小結(jié)58-59
- 第五章 結(jié)論與展望59-60
- 5.1 結(jié)論59
- 5.2 展望及建議59-60
- 參考文獻(xiàn)60-63
- 致謝63-64
- 作者簡(jiǎn)介64
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