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基于精确河道地形的溢流坝泄流三维数值模拟
  • ISSN号:1003-1243
  • 期刊名称:《水力发电学报》
  • 时间:0
  • 分类:TV652.1[水利工程—水利水电工程]
  • 作者机构:[1]天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室,天津300072, [2]武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉430072
  • 相关基金:国家自然科学基金(51479132)
中文摘要:

论文提出了包括实际工程精确河道地形的溢流坝泄流计算流体力学(CFD)三维数值模拟的方法。利用CATIA模型设计平台建立了湖北省喻家河水库工程三维模型,成功实现了实际工程精确河道地形与水工建筑物实体的融合,模型真实反映了实际工程的空间布置情况。采用紊流二方程中的RNG k-e模型进行数值模拟计算,用VOF方法进行自由表面的追踪,在1669 m^3/s、1199 m^3/s、728 m^3/s流量下,对溢流坝泄流时的水流流速、流态、时均压力进行了数值模拟。经过与物理模型试验对比分析,证明数值模拟结果与试验值吻合较好,从而验证了数值模型的可靠性。该研究成果为解决复杂水利工程的三维建模及相关数值模拟提供了新的方法,具有一定的参考价值和良好的应用前景。

英文摘要:

This study has developed a three-dimensional CFD numerical method for simulation of the flows over a spillway dam using accurate river terrain. We used the CATIA design platform to construct a 3-D reservoir model for the Yujiahe project of Hubei, which combined the detailed geometry of buildings and structures with river terrain and captured the geometric details of spatial arrangement of a real hydraulic project. An RNG k-epsilon turbulence model and VOF method for tracking free surface were adopted. Flow velocity, water flow regime, and pressure on dam surface in the conditions of flow rates of 1669, 1199 and 728 m^3/s were simulated. Comparison and analysis showed a good agreement of modeling results with the measurements of our scale model tests and verified the model. This study demonstrates the advantages of the new method in simulation of 3-D flows over complicated river terrain.

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期刊信息
  • 《水力发电学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国水力发电工程学会
  • 主编:李庆斌
  • 地址:北京清华大学新水利馆211室
  • 邮编:100084
  • 邮箱:
  • 电话:010-62783813
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-1243
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2241/TV
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 优秀学术期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12057