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《琴鍵堰不同堰高泄流特性的數(shù)值模擬.pdf》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、水利水電技術(shù)第47卷2016年第5期琴鍵堰不同堰高泄流特性的數(shù)值模擬李珊珊1,李國(guó)棟1,苗洲1,陳剛1,2(1.西安理工大學(xué)西北旱區(qū)生態(tài)水利工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地,陜西西安710048;2.安康學(xué)院,陜西安康725000)摘要:采用基于VOF自由面捕捉的全三維紊流數(shù)值模擬的方法,對(duì)琴鍵堰各個(gè)流量斷面進(jìn)行了泄流量的分析。通過(guò)比較五種不同堰高的琴鍵堰的泄流情況,分別從各個(gè)斷面的流量所占的百分比、單寬流量和泄流效率等方面,得出了堰高對(duì)各斷面的影響,從而得出了堰高越高泄流能力越強(qiáng)的結(jié)論,為今后的工程和研究提供參考。關(guān)鍵詞:琴鍵堰;泄流能力;數(shù)值模
2、擬;堰高doi:10.13928/j.cnki.wrahe.2016.05.015中圖分類(lèi)號(hào):TVl32文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1000.0860(2016)05.0060-05Numericalsimulationstudyondischargecharacteristicsofpiano-keyweirwithvariousheightsLIShanshanl,LIGuodon91,MIAOZhoul,CHENGan91’2(1.StateKeyLaboratoryBaseofEco—HydraulicEngineeringinAridA
3、rea,XianUniversityofTechnology,Xian710048,Shaanxi,China;2.AnkangUniversity,Ankang725000,Shaanxi,China)Abstract:WiththemethodofVOFfree.surfacecapturing—basedfull3一Dnumeficalsimtdationofturbulence,thedischargesfromallthedischarge·sectionsofthepiano-keyweirareanalyzedherein.Th
4、roughthecomparisonamongthedischargesfromfivepiano-keyweirswithdifferentheights,theimpactsfromtheweirheightsOilallthedischarge—sectionsareobtainedfromtheas—pectsofthepercentagesofthedischargesfromallthesections,uinit-widthdischarges,dischargeefficieneies,etc,respective-ly,th
5、usitisconcludedthatthehighertheweirheightis,thestrongerthedischargecapcityistobe,andthenabasisislaidforthestudyandconstructionoftherelevantproject.Keywords:piano-keywie;dischargecapacity;numericalsimulation;weirheight1研究背景琴鍵堰[1J1是由法國(guó)Hydrocoop協(xié)會(huì)發(fā)明的,法國(guó)國(guó)家水力學(xué)與環(huán)境實(shí)驗(yàn)室對(duì)琴鍵堰開(kāi)展了大量的研究,
6、并應(yīng)用到法國(guó)電力公司的琴鍵堰項(xiàng)目上,印度理工學(xué)院喁j,瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院一1、比利時(shí)列日大學(xué)¨0
7、、阿爾及利亞Biska大學(xué)、美國(guó)猶他州立大學(xué)¨13也相繼開(kāi)展了有關(guān)琴鍵堰的研究。研究?jī)?nèi)容主要集中在泄流曲線,各幾何參數(shù)對(duì)泄流能力的影響上,表明堰頂展開(kāi)長(zhǎng)度比,相對(duì)水頭及進(jìn)出口寬度比是影響泄流的主要因素,并試圖給出泄流系數(shù)的擬合公式。法國(guó)大壩委員會(huì)名譽(yù)主席及法國(guó)Hydrocoop協(xié)會(huì)主席F.Lemprri色re先生2005年訪問(wèn)中國(guó)后,中國(guó)60水利水電科學(xué)研究院耿運(yùn)生與孫雙科¨引對(duì)這種堰型進(jìn)行了試驗(yàn)研究。由于琴鍵堰的幾何參數(shù)較多,流態(tài)很復(fù)雜,影響
8、其流量的參數(shù)較多,所以我們單從堰高的因素來(lái)對(duì)琴鍵堰的泄流能力進(jìn)行分析研究,通過(guò)不同的溢流斷面來(lái)進(jìn)行更細(xì)致的分析,從而進(jìn)一步分析其泄流狀態(tài),以得出琴鍵堰堰高對(duì)其泄流量的影響,提出改善琴鍵收稿日期:2015—08—13基金項(xiàng)目:中央財(cái)政支持地方高校發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目(20130601);國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地自主研究項(xiàng)目(ZZKT—1);陜西省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(2013KCT一15)。作者簡(jiǎn)介:李珊珊(1990一),女,博士生研究生。WaterResourcesand14ydropowerEngineeringV01.47No.5堰泄流能力的建議。
9、2數(shù)學(xué)模型及邊界條件考慮到琴鍵堰的流動(dòng)特點(diǎn),經(jīng)分析認(rèn)為可行化k—s模型比較合適,該模型是標(biāo)準(zhǔn)k一占模型的改進(jìn),在充分考慮應(yīng)變張量場(chǎng)特性的基礎(chǔ)上,引入了與曲率有關(guān)的內(nèi)