帶有復雜自由表面的泄水建筑物紊流場的數(shù)值模擬.pdf

1、在水利工程中，帶有復雜自由表面的流動問題廣泛存在著，如溢流堰及溢流壩流，表孔泄流，水閘泄流，帶有自由表面的滲流以及大型水壩船閘內(nèi)流體流動等。如果能夠很好的利用數(shù)值模擬解決這類問題，不僅可以很好地對這些水流流動結構進行研究，同時相對于試驗來說可以節(jié)省人力、財力和時間。本文利用流體計算軟件FLUENT，對帶有復雜自由表面的泄水建筑物紊流場的數(shù)值模擬，進行了一系列的研究，分別進行了閘孔出流、溢流壩流動、寬頂堰流的計算，重點研究了寬頂堰流的數(shù)值

2、模擬，對數(shù)值模擬帶有復雜自由表面的紊流流動的合適的計算模型和自由面調(diào)整的具體方法進行了探索研究，說明了利用FLUENT軟件來進行水利工程中的帶有復雜自由水面的泄水建筑物水流問題研究是可行的，其結果是合理的。本文的主要內(nèi)容有： 1.對帶有自由表面流動問題的常用研究方法進行了總結。 2.簡要介紹了流體計算軟件FLUENT，并給出了利用FLUENT軟件計算的常見的水流現(xiàn)象，所得結果是合理的。 3.在實驗室水槽中，對圓角

3、進口寬頂堰進行了多組水流試驗，測得流量、堰頂水頭，中心剖面水面線，典型斷面速度分布和堰后回流區(qū)大小，整理數(shù)據(jù)繪出了幾種流量情況下的中心剖面自由水面線。 4.利用三維標準k-ε紊流數(shù)學模型，選擇VOF方法追蹤自由表面，采用氣液兩相流計算模型對寬頂堰流場進行了數(shù)值模擬，計算結果與試驗數(shù)據(jù)較為吻合。說明FLUENT軟件數(shù)值模擬帶有復雜自由表面的寬頂堰流是可行的，其結果是合理可靠的。 研究表明，利用FLUENT軟件數(shù)值模擬寬頂堰