某泄洪底孔水力特性的試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)在河流中修建了大量水利工程設(shè)施，這些工程可以調(diào)洪蓄洪保護(hù)河流沿岸免遭洪澇災(zāi)害，同時(shí)又可以提供清潔廉價(jià)的電力資源，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供保障。在對(duì)大型水利水電樞紐工程泄洪問(wèn)題的研究當(dāng)中，泄洪建筑物的水力特性是值得深入研究的方向。泄洪建筑物主要用于宣泄上游過(guò)量來(lái)水，其型式主要有溢洪道、泄洪底孔、水工隧洞、泄洪閘以及組合使用或衍生的各類設(shè)施。
　　21世紀(jì)前泄洪建筑物水力特性的研究主要依靠物理模型試驗(yàn)。目前隨著計(jì)算機(jī)性

2、能的不斷提升以及計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展，數(shù)值模擬技術(shù)克服了模型試驗(yàn)耗時(shí)費(fèi)力、難以獲得流場(chǎng)全域的水力數(shù)據(jù)等缺點(diǎn)，在工程中應(yīng)用日趨廣泛，逐漸成為物理模型試驗(yàn)的重要輔助手段。本文采用物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬計(jì)算相結(jié)合的方法對(duì)泄洪底孔的水力特性進(jìn)行研究，所做工作主要如下:
　　(1)介紹了對(duì)于泄洪底孔研究的目的、意義和現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。
　　(2)對(duì)紊流數(shù)值模擬的基本理論進(jìn)行歸總敘述，簡(jiǎn)要介紹基本控制方程的表達(dá)形式、數(shù)值離散方法、

3、幾種常用的紊流模型、自由水面模擬方法、流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法等基本原理。
　　(3)介紹了某水利樞紐的工程概況，結(jié)合實(shí)際工程對(duì)泄洪底孔進(jìn)行了水工模型試驗(yàn)研究。介紹了模型試驗(yàn)中的模型設(shè)計(jì)、模型安裝和數(shù)據(jù)測(cè)量等注意事項(xiàng)，通過(guò)試驗(yàn)觀測(cè)了泄洪底孔泄流的流態(tài)，并得到了水面高程、流速分布和底板壓強(qiáng)等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
　　(4)為了充分研究泄洪底孔的水力特性，利用Fluent商用計(jì)算軟件，采用標(biāo)準(zhǔn)k～ε紊流數(shù)值模型和體積分?jǐn)?shù)法(VOF)自由表面追蹤技