渠系分流口區(qū)域三維流場(chǎng)特征的研究.pdf

1、渠系分流口區(qū)域作為渠系水道的咽喉要道，對(duì)分流分沙具有重要的作用，受邊界控制，水流結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在前人研究的基礎(chǔ)上，本文基于南亞某待建泵站取水工程，采用理論分析，模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)不同運(yùn)行工況時(shí)，渠系分流口區(qū)域的水流要素及流場(chǎng)特征等相關(guān)問(wèn)題開(kāi)展了研究，主要成果如下:
　　1.提出研究分流口區(qū)域流場(chǎng)特征的意義，指出分漢流運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，回顧了分汊流相關(guān)研究歷史和現(xiàn)狀以及分漢河道水流運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，論述了數(shù)值模型研究進(jìn)展及在分汊流

2、計(jì)算應(yīng)用現(xiàn)狀。
　　2.結(jié)合多組試驗(yàn)工況，對(duì)分流口區(qū)域上下游干渠段、摻混區(qū)和支渠段的三維流場(chǎng)特征進(jìn)行研究，得出了如下規(guī)律:對(duì)于上下游干渠段水流，橫向自右岸至其與口門近區(qū)交界線，流速不斷遞減，右岸為河道的主流速帶，上下游干渠段沿縱向受渠道取水的影響不大;摻混區(qū)存在很明顯的水流混摻現(xiàn)象，口門交界面處流速梯度較大，流場(chǎng)三維特征明顯;水流進(jìn)入引水支渠后，在支渠左岸形成一定范圍的平面回流，支渠內(nèi)斷面收縮，水動(dòng)力軸線集中在明渠前進(jìn)方向右岸一側(cè)

3、，形成較為明顯的螺旋流。經(jīng)過(guò)引水支渠前端復(fù)雜摻混流動(dòng)區(qū)域，水流形態(tài)逐步過(guò)渡為一維特征較為明顯的常規(guī)明渠流動(dòng)。
　　3.根據(jù)室內(nèi)模型試驗(yàn)水流運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的觀測(cè)，利用RNGk-ε紊流模型并借助FLOW-3D軟件，建立了分流角為73°時(shí)渠系分流口區(qū)域的水力特性分析的計(jì)算模型。通過(guò)數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析，驗(yàn)證了該分析計(jì)算模型的準(zhǔn)確性和可靠性。以所建立的數(shù)學(xué)模型為分析計(jì)算平臺(tái)，對(duì)于渠系分流口近區(qū)以及口門斷面不同工況多個(gè)水力要素進(jìn)行了分