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四川大学学报（工程科学版） 2012年第3期44卷 1-6页

作者：王波伍平陈云良四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 西华大学建筑与土木工程学院四川成都610039

宽尾墩改变了流道内水力参数分布,采用RNG k-ε双方程紊流模型,定量分析了沿程水位与流速的变化。结果表明,X型宽尾墩边墙水面壅高程度在闸室段前75%范围内,约从0增大至0.2,后25%区域内增幅较大。Y型壅高程度略高于X型,两者的差别在闸... 详细信息

宽尾墩改变了流道内水力参数分布,采用RNG k-ε双方程紊流模型,定量分析了沿程水位与流速的变化。结果表明,X型宽尾墩边墙水面壅高程度在闸室段前75%范围内,约从0增大至0.2,后25%区域内增幅较大。Y型壅高程度略高于X型,两者的差别在闸室段后25%范围内呈现增加趋势。宽尾墩使得闸室段中部速度梯度减小,且Y型墩对速度梯度的影响较X型更为强烈。受逐渐扩宽的墩体尾部影响,闸室出口速度方向和大小发生改变,速度沿水深的分布极为不均,特别是水流抛射方向的显著变化与水平方向速度分量的大幅提高(与平尾墩相比)。文中提出的水面壅高程度可为工程中闸门铰链支座的布置提供参考,闸室出口速度定量分析有助于深入理解宽尾墩抛射水流在空中纵向与竖向扩散的成因。

关键词： X型宽尾墩 Y型宽尾墩水面壅高速度

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溃坝涌浪特性及对下游重力坝响应仿真研究

溃坝涌浪特性及对下游重力坝响应仿真研究

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作者：王文雄昆明理工大学

学位级别：硕士

堰塞坝是天然形成的特殊坝,由于土体材料比较松软,结构极其不稳定,堰塞坝非常容易溃坝,而堰塞坝一旦溃决,将会形成溃决洪水,不但会造成环境破坏,严重威胁到下游居民的生命财产安全,当堰塞坝形成的位置较靠近库区时,溃坝涌浪会对库区内... 详细信息

堰塞坝是天然形成的特殊坝,由于土体材料比较松软,结构极其不稳定,堰塞坝非常容易溃坝,而堰塞坝一旦溃决,将会形成溃决洪水,不但会造成环境破坏,严重威胁到下游居民的生命财产安全,当堰塞坝形成的位置较靠近库区时,溃坝涌浪会对库区内的水工建筑物带来冲击甚至破坏。因此,研究堰塞坝溃坝涌浪的产生和传播规律,以及重力坝的动力响应,对堰塞坝防灾减灾工作而言是有必要意义的。本文基于ANSYS WORKBENCH数值仿真平台,运用 WORKBENCH中的FLUENT模块、Transient模块和System coupling模块,本文研究的主要内容有以下几个方面:(1)基于Kocaman S的实验研究和结果,然后通过ANSYS软件中的WORKBENCH平台,建立了下游有结构物时的瞬间溃坝以及水流和结构物之间相互作用的数值模型,并把数值模拟的结果和实验结果进行对比分析,发现两者的吻合度较高,以此来证明WORKBENCH完成本文内容的可靠性。(2)通过WORKBENCH平台建立了三种堰塞坝溃坝量不同时的溃坝涌浪和重力坝相互作用的双向流固耦合模型,以此来模拟溃坝涌浪的产生和传播规律以及重力坝在溃坝涌浪作用下发生的位移和所受到的作用力,并把结果对比分析,其结果表明:即使溃坝量不同,溃坝涌浪的产生和传播规律大致相同,溃坝涌浪都是在很短时间内迅速生成然后被抬高,溃坝涌浪在传播过程中由于存在速度差,会有气体空腔的形成且岸坡两侧的溃坝涌浪传播速度大于溃坝涌浪中间位置处,重力坝左右坝肩处的水面壅高高于坝体中心处。由于在数值模拟过程中对重力坝两侧和底部施加了固定约束,所以坝体最大位移发生在了坝顶中心位置处,最大第一主应力发生在了坝踵中心处。当溃坝量越大时,溃坝涌浪形成的高度越大且所需时间越短,水面变化幅度越大,但是库区流速减小的越快,库区水面恢复平静越快:溃坝量越大,重力坝的位移变化和主应力变化越大。(3)由于不同库区,库区水位是不同的,为了分析库区水位不同是否会影响堰塞坝溃坝涌浪的特性,因此,通过WORKBENCH平台建立了两种不同库区水位高度时的溃坝涌浪和重力坝相互作用的双向流固耦合数值模型,来模拟堰塞坝溃坝涌浪的特性以及溃坝涌浪作用于重力坝时,重力坝发生的位移和受到的应力变化,并将两者结果进行对比分析,得出:当溃坝量相同时,即使库区水位高度不一样,溃坝涌浪的产生和传播规律都大致相同,坝前水面壅高变化的规律也相同,但是库区水位越低,溃坝首浪的浪高越高,重力坝前水面壅高越高且变幅越大,引起的重力坝的位移越大,重力坝受到的第一主应力越大,而压缩波对两种不同库区水位高度作用的时间大致相同。

关键词：堰塞坝溃坝溃坝涌浪水面壅高数值模拟

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分流闸三维水流数值模拟

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科技信息 2011年第20期 I0334-I0335页

作者：王海阳吴佐国天津市水利勘测设计院

本文通过数值模拟方法对某工程分流闸进行三维水流模拟,计算采用标准k-ε双方程紊流模型,有限体积法离散方程,对自由表面采用VOF方法进行处理。计算结果表明分流闸前扩散段水流流态稳定,分流墩前横向流速对闸孔主流未产生较大影响,临时... 详细信息

本文通过数值模拟方法对某工程分流闸进行三维水流模拟,计算采用标准k-ε双方程紊流模型,有限体积法离散方程,对自由表面采用VOF方法进行处理。计算结果表明分流闸前扩散段水流流态稳定,分流墩前横向流速对闸孔主流未产生较大影响,临时封堵电站进口闸闸门前水面壅高。

关键词：数值模拟分流闸流场水面壅高

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