前池是一種重要的進(jìn)水建筑物,其水力特性直接影響水泵的性能。泵站的布置往往受水流條件、實(shí)際地形等客觀因素的制約,不得不采用側(cè)向進(jìn)水的布置形式,而側(cè)向進(jìn)水時(shí)水流方向和前池水流方向有一定的夾角,可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的汽蝕和振動(dòng),影響泵的正常運(yùn)行。因此,采取整流措施以改善泵站的進(jìn)水流態(tài),對泵站的設(shè)計(jì)、改造以及對工程運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文采用正交試驗(yàn)法對導(dǎo)流墩的不同參數(shù)組合進(jìn)行數(shù)值模擬分析,得到的規(guī)律可為同類工程的設(shè)計(jì)、改善側(cè)向進(jìn)水前池流態(tài)提供參考。首先,建立泵站側(cè)向進(jìn)水前池的模型,側(cè)向彎角定為45°及60°,對這兩個(gè)方案分別進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,分析數(shù)值模擬結(jié)果,發(fā)現(xiàn)引渠流態(tài)較好,但進(jìn)入前池后,邊墻附近1#進(jìn)水流道前進(jìn)主流發(fā)生了嚴(yán)重偏斜。大部分水流能夠較平順地流入進(jìn)水流道,而小部分水流觸及邊墻后形成回流,導(dǎo)致在前池左側(cè)邊墻附近存在大范圍的回流區(qū),且回流區(qū)流態(tài)紊亂從而影響1#進(jìn)水流道的進(jìn)水條件。其次,在1#與2#進(jìn)水流道間加設(shè)導(dǎo)流墩整流,利用正交試驗(yàn)法對導(dǎo)流墩各幾何參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),因素包括導(dǎo)流墩的長度、寬度、弧度以及相對高度,采用L16（45）正交表,并對試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行極差和方差分析,... 

【文章來源】：揚(yáng)州大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號(hào)說明
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢
        1.2.1 泵站前池?cái)?shù)值模擬研究進(jìn)展概況
        1.2.2 導(dǎo)流墩整流數(shù)值模擬研究進(jìn)展概況
        1.2.3 正交試驗(yàn)法在泵站工程中的應(yīng)用概況
    1.3 主要研究內(nèi)容和思路
2 數(shù)值模擬理論及方法簡介
    2.1 計(jì)算流體力學(xué)概述
    2.2 基本控制方程
        2.2.1 連續(xù)性方程
        2.2.2 動(dòng)量方程
    2.3 湍流數(shù)值模擬方法
        2.3.1 直接數(shù)值模擬
        2.3.2 大禍模擬方法
        2.3.3 Reynolds平均法
    2.4 湍流模型
        2.4.1 Standard k-ε模型
        2.4.2 RNG k-ε模型
        2.4.3 Realizable k-ε模型
        2.4.4 SST k-ε模型
        2.4.5 雷諾壓力模型
    2.5 離散方法
        2.5.1 有限差分法
        2.5.2 有限單元法
        2.5.3 有限體積法
    2.6 本章小結(jié)
3 泵站前池三維流場的數(shù)值模擬
    3.1 三維模型的建立與求解過程
        3.1.1 計(jì)算區(qū)域與幾何建模
        3.1.2 網(wǎng)格劃分
        3.1.3 邊界條件設(shè)置
        3.1.4 求解設(shè)置
    3.2 紊流模型的選取
    3.3 網(wǎng)格無關(guān)性分析
    3.4 評價(jià)指標(biāo)
    3.5 特征斷面的選取
    3.6 側(cè)向45°彎角原始方案數(shù)值模擬結(jié)果
    3.7 側(cè)向60°彎角原始方案數(shù)值模擬結(jié)果
    3.8 本章小結(jié)
4 基于正交試驗(yàn)法的導(dǎo)流墩幾何參數(shù)優(yōu)化
    4.1 正交表及原理簡介
        4.1.1 正交表
        4.1.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理簡介
    4.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.2.1 試驗(yàn)因素及水平的選擇
        4.2.2 正交表的確立
    4.3 側(cè)向45°彎角時(shí)導(dǎo)流墩幾何參數(shù)的正交試驗(yàn)分析
        4.3.1 直觀分析
        4.3.2 方差分析
        4.3.3 優(yōu)秀方案的確定
    4.4 側(cè)向60°彎角時(shí)導(dǎo)流墩幾何參數(shù)的正交試驗(yàn)分析
        4.4.1 直觀分析
        4.4.2 方差分析
        4.4.3 優(yōu)秀方案的確定
    4.5 本章小結(jié)
5 基于正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)值模擬結(jié)果分析
    5.1 側(cè)向45°彎角時(shí)前池水平剖面流態(tài)分析
        5.1.1 典型方案的選取
        5.1.2 各典型方案數(shù)值模擬結(jié)果分析
    5.2 側(cè)向60°彎角時(shí)前池水平剖面流態(tài)分析
        5.2.1 典型方案的選取
        5.2.2 各典型方案數(shù)值模擬結(jié)果分析
    5.3 前池內(nèi)導(dǎo)流墩整流機(jī)理分析
    5.4 正交試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬流態(tài)對比分析
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號(hào)：3195424