無壩渠首側向引水的三維水力特性研究.pdf

1、無壩引水口多為側向引水口,引水口附近的水力學問題十分復雜,如分流時易產(chǎn)生漩渦,這樣不僅會降低分流能力,還可能產(chǎn)生較大的水頭損失。對無壩引水口進行水力特性的研究對工程的建設具有重要的指導意義。水力學與計算機技術有機結合產(chǎn)生的CFD數(shù)值模擬技術極大地增強了解決復雜問題的能力。相比模型試驗,數(shù)值模擬技術具有可實現(xiàn)對復雜流場在理想狀態(tài)下的全域模擬,提供的信息量大而豐富,可直接對原型進行模擬而不用考慮相似律問題等優(yōu)勢。因此,為提高對引水口流場細觀

2、結構的認識,進行數(shù)值模擬是很有必要的。
　　 本文運用大型流體力學計算軟件--FLOW-3D對無壩引水口進行了水力數(shù)值模擬,對引水角為45°和90°的引水口的數(shù)值模擬計算結果同搜集的試驗資料結果進行了對比和驗證,吻合良好,證明了數(shù)值方法的可信性。然后利用該數(shù)值模型對無壩引水口進行了水力特性計算和對比分析,得出側渠引水角度越大,引水比越小,相應的水頭損失越大；側渠引水口寬度越大,引水比越大,相應的水頭損失越??；主渠來流弗勞德數(shù)越大

3、,側渠引水比越小,相應的水頭損失越大的結論。并且通過分析得出隨著引水角度的減小,流線更加平順,主渠水流的分流寬度更小,側渠水流的凈進流寬度更大,整個引水區(qū)域的流態(tài)更利于引水。引水口附近的流態(tài)水流條件越平順,口門斷面水流的局部阻力系數(shù)越小,水流經(jīng)過引水口時的水頭損失也越小,引水比越大,這有助于引水效率的提高。
　　 這些研究成果可應用于相關的工程,三維數(shù)值模擬方法可成為模型試驗的有力補充,為研究進水口的水力特性提供參考,對工程實踐