【摘要】：泄洪水流往往是高速水流的范疇,因為其流速高、泄量大、消能功率大、能量比較集中,通常是導致泄水建筑物破壞的原因之一。國內(nèi)外許多學者對高流速泄洪洞也進行了大量的探究。本文在前人取得的成果之上,利用FLUENT軟件對新疆某水利樞紐工程中孔泄洪洞的水力特性進行三維數(shù)值模擬,并對其摻氣設施體型進行了優(yōu)化模擬研究。為了獲得泄洪高速水流的水力特性,本文運用了VOF方法的水氣二相模型,并結合標準k-ε紊流模型和有限體積法、交錯網(wǎng)格的SIMPLE算法對原設計方案中孔泄洪洞的水力特性進行了三維數(shù)值計算,將流態(tài)、水面線、洞頂余幅、流速的數(shù)值模擬結果與模型試驗資料的實測值進行了比較,二者吻合較好,說明本文選用的數(shù)學模型和經(jīng)驗參數(shù)基本正確。模擬結果表明原設計方案的洞截面尺寸、洞頂高程均滿足泄流要求。但原方案摻氣槽處摻氣空腔體積偏小,空腔形態(tài)偏差,并沒有達到摻氣減蝕的目的,故對設置摻氣設施前后兩種工況,共五種方案進行數(shù)值模擬,對摻氣槽處的部分水力特性和摻氣效果進行詳細的分析比較,最終得到推薦的摻氣設施體型。推薦方案在泄洪洞設計工況和校核工況下,各建筑物的邊墻高度均能滿足設計要求,摻氣槽處水流平順,沒有出現(xiàn)翻滾等惡劣的流態(tài),摻入的氣體在挑坎立面下游形成完整的空腔,說明在此方案下能有效的摻氣。本文最后對推薦方案的空化數(shù)進行了計算,發(fā)現(xiàn)泄洪洞容易發(fā)生空蝕破壞的是泄槽段,需采取必要措施避免空蝕破壞。
【學位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV135.2

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