试议涵闸涵闸出流水力特性试验及数值模拟站

论文导读：模拟论文本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要4-5ABSTRACT5-7符号说明7-9目录9-12第一章绪论12-221.1引言12-131.2探讨目的及作用13-161.2.1涵闸的结构特点131.2.2涵闸水力计算中应关注的不足13-141.2.3涵闸下游冲刷不足及原因14-151.2.
摘要：涵闸是常见的水利工程基础设施,在灌溉、排涝、防洪等方面有着极其重要的地位。相对于普通的水闸,涵闸在水力计算和结构计算中需要考虑更多因素。由此,探讨涵闸水流水力特性对涵闸的设计、运转与科学管理并发挥其正常效能都具有十分重要的作用。本论文采取水工模型试验策略,对涵闸洞内、消力池以及下游河道流态进行观测浅析,并基于计算流体动力学商用软件FLUENT平台,采取RNGκ-ε紊流模型和VOF策略,对涵闸出流水力特性进行数值模拟。本论文的主要探讨内容和取得的成果如下：(1)通过水工模型试验,得出了闸门运转制约条件和过闸流量特性,试验表明过闸流量与闸门相对开度基本成线性联系。(2)由于涵洞坡度较大,在各种水位组合和闸门开度条件下,涵洞内多数情况下属明渠流,而洞内水跃位置则取决于下游水位和过闸流量。试验结果显示,当下游水位降低或过闸流量增大时,水跃发生位置也随之远离洞口。在大中流量低水位时,消力池内容易形成偏流和回流,并影响消力坎后河道流态,但至下游直段河道后,流速分布趋于均匀,水流基本平稳。(3)通过优化设计,在涵洞内加设阻水坎,以而使得洞内水深有效增加,水流速度降低,水跃位置得到调整,改善了涵洞内流态和出口水流条件。(4)涵闸水流的数值模拟结果与模型试验结果的比较表明,流速和压力分布在总体走势上相吻合。通过对水跃的相关参数的计算,并与模型试验值进行浅析比较,计算值与试验实测值有着一定的误差,但相差并不大。关键词：涵闸论文模型试验论文RNG论文k-ε紊流模型论文VOF策略论文数值模拟论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要4-5
ABSTRACT5-7
符号说明7-9
目录9-12
第一章 绪论12-22

1.1 引言12-13

1.2 探讨目的及作用13-16

1.2.1 涵闸的结构特点13

1.2.2 涵闸水力计算中应关注的不足13-14

1.2.3 涵闸下游冲刷不足及原因14-15

1.2.4 涵闸水流的探讨作用15-16

1.3 国内外探讨近况16-20

1.3.1 论述浅析16-17

1.3.2 试验探讨17-19

1.3.3 数值模拟19-20

1.4 探讨策略及内容20-22

第二章 涵闸水流特性试验探讨22-39

2.1 工程概况22

2.2 试验探讨内容22-23

2.3 模型设计及测试策略23-25

2.3.1 模型律及模型参数23

2.3.2 模型制作及系统布置23-24

2.3.3 测试设备及策略24-25

2.4 试验结果及浅析25-37

2.4.1 闸门开度和流量联系25-27

2.4.2 闸孔进口流量系数27

2.4.3 涵洞内流态观测与浅析27-28

2.4.4 消力池及下游河道流态观测与浅析28-34

2.4.5 各工况流态比较34-35

2.4.6 跃长、跃后水深计算及浅析35-37

2.5 修改案例试验结果及浅析37-38

2.6 本章小结38-39

第三章 涵闸水流的紊流数值模拟39-53

3.1 制约方程39-43

3.

1.1 基本方程39-40

3.

1.2 紊流模型40-43

3.2 边界条件43-47
3.

2.1 流动进口边界条件43

3.

2.2 流动出口边界条件43-44

3.

2.3 自由液面44-46

3.

2.4 壁面边界条件46-47

3.3 初始条件47

3.4 方程的求解47-50

3.4.1 计算区域的离散化47-48

3.4.2 制约方程的离散48

3.4.3 压力-速度耦合算法48-50

3.5 模型构建及网格剖分50-52

3.6 本章小结52-53

第四章 数值模拟与试验结果浅析与比较53-73

4.1 数值模拟结果及浅析53-70

4.

1.1 流态浅析53-54

4.

1.2 速度场及相关浅析54-59

4.

1.3 压力场浅析59-70

4.2 数值模拟结果与试验结果比较70-72
4.

2.1 水跃发生位置及水跃跃长的比较70-72

4.3 本章小结72-73
第五章 总结与展望73-75

5.1 总结73-74

5.2 展望74-75

参考文献75-78
致谢78-79