赵涛[1]2000年在《有压隧洞出口段水流的二维势流蒙特卡罗解》文中研究说明本文利用蒙特卡罗法对有压隧洞出口段水流进行了数值模拟。由于水流自由表面是未知的，因此该问题的解域一般不确定，这是其难点所在，本文利用不规则游动网格的蒙特卡罗法对其进行数值计算，求解出计算区域的速度及压力分布，根据数值计算与模型试验结果有较大误差的情况，本文得出具有凸型曲面边界（包括折面底坡）负压区的存在不仅是边界层分离所致，边壁弯曲而使过流产生的离心力也是产生负压的重要原因的结论，计算结果表明与实测结果吻合较好。为验证蒙特卡罗法的可靠性，本文用有限元法对同一问题进行了计算，并与蒙特卡罗法进行了比较，结果表明蒙特卡罗法灵活简单、结果稳定。针对数值计算方法前期数据准备工作量大的特点，本文也编制了自动剖分网格的计算程序。
金哲[2]2007年在《无压隧洞内消能工湍流数值模拟研究》文中进行了进一步梳理无压隧洞是常见的输水和泄水建筑物,在水利工程中有着广泛的应用。在过流时隧洞中可能会出现明满流交替等一系列对结构安全不利的水流现象,因此,在隧洞进口处合理设置洞内消能工,可有效改善隧洞结构的受力状况及消能效果,同时降低工程造价。清楚的了解隧洞内的水流流态及流场是设计洞内消能工结构的依据与关键。本文结合喀什河吉林台一级水电站引水深孔无压隧洞洞内消能工进行的水工及水力学模型试验,对无压隧洞洞内消能工进行了全面深入的研究。通过比较各种追踪自由面的方法,选择了流体体积法(VOF方法)来模拟自由水面,并与RNG k-ε紊流模型耦合建立了无压隧洞内消能工的水气二相流数学模型。根据不同的运行工况,利用计算流体力学软件FLUENT对无压隧洞洞内消能工的水流流态进行了二维简化数学模型的数值模拟,在求解过程中采用混合结构网格来处理复杂的边界形状;采用了效率较高PISO算法进行计算,在计算过程中进行了相邻校正和偏斜校正,减少了达到收敛所需的迭代次数。数值模拟计算所得到的洞内水流流态、速度场、消能率等与模型实测数据吻合良好,为设计此种深孔无压隧洞洞内消能工的型式提供了合理的参考依据。
张菊[3]2006年在《高水头无压隧洞自由水面数值模拟研究》文中研究指明隧洞是常见的泄水建筑物，在水利工程中有着广泛的应用，清楚地了解隧洞的流场及流态随上下游水位的变化是设计洞身尺寸和结构的依据，尤其是对洞内无压段自由水面的波动、变化规律的掌握更是隧洞工程设计成败的关键。本文结合新疆引额济乌一期工程的尾部调节水库“500”水库放水兼放空隧洞水工及水力学模型试验，对无压泄洪洞内流场特性进行了全面深入的研究，通过对各种追踪自由面的方法进行比较，选择了流体体积法(VOF方法)来模拟自由水面，并与标准的k-e紊流模型耦合建立了泄洪洞内的水气二相流数学模型。 根据不同的运行工况，利用计算流体力学软件FLUENT分别对洞中水流进行了三维数学模型和二维简化数学模型的数值模拟，在求解过程中采用非结构网格来处理复杂的边界形状；为了提高计算效率本文采用了PISO算法，它是基于校正压力和速度之间的高度近似关系的算法，PISO算法在计算过程中进行了相邻校正和偏斜校正，减少了达到收敛所需的迭代次数。数值模拟计算所得到的泄洪洞内速度场、水面线与模型实测数据吻合良好，并且模拟出了隧洞内达到最大水深时的流态及对应参数，为设计隧洞断面尺寸提供了合理的参考依据。
何建新[4]2003年在《高水头下水库无压泄水洞的二维紊流数值模拟》文中研究指明本文利用有限体积法对高水头下水库无压泄水洞水流进行了紊流数值模拟，根据多种紊流模型的优缺点进行比较，选择了Launder和Spalding于1972年提出的标准的k—ε紊流模型。由于水流具有自由表面，而自由面问题的求解域一般是不确定的，也是数值模拟的困难所在。本文利用有限差分法和有限元法所派生出的有限体积法对其进行数值计算，求解出计算区域的速度及压力分布，数值计算结果与模型试验结果吻合较好。本文在对方程离散时采用了交错网格技术，在对离散方程求解时则采用了交替方向叠代技术(ADI法)。为保证数值计算的稳定性和精确性，采用了目前较为流行的SIMPLE类计算程序。为了加快收敛的速度，采用了欠松弛技术和源项线性化。同时，对特殊的边界条件也进行了处理。
杨利[5]2011年在《溢洪道挑流消能段水气两相流数值模拟研究》文中提出本文根据田庄水库溢洪道设计方案,采用二维k-ε双方程紊流模型,引入水气二相流的VOF方法,成功地对田庄水库挑流消能段射流进行了全程动态仿真式水气二相流数值模拟和实验研究,模拟结果与实际物理规律基本一致。1、本文从理论上对溢洪道挑流消能段水流运动现象、运动特性进行分析,建立计算模型。根据工程实际情况比选合适的数值求解方法、紊流模型、多相流模型、自由液面处理方法等。2、应用流体力学计算软件FLUENT,采用RNGk-ε紊流模型对溢洪道挑流消能段进行紊流数值模拟,通过数值计算,得到水气界面区(水面线)的形状,以及整个流场的速度场、压力场、紊动能场及紊动能耗散率分布场,对计算结果进行分析。3、为了提高数值模拟计算结果的准确性,为工程设计提供可靠的依据,本文对田庄水库溢洪道同步进行了水工物理模型试验。本文的研究,通过理论结合实际建立了合理的数学模型,对溢洪道的水面线和它的出口挑坎体型、坎内的水流流态进行数值模拟。为溢洪道的设计和模型试验提供了个数学模型,提高了设计、试验的工作效率,节约了时间和资金。这些研究成果对今后的水利工程设计,具有重要的参考和借鉴价值。
参考文献：
[1]. 有压隧洞出口段水流的二维势流蒙特卡罗解[D]. 赵涛. 新疆农业大学. 2000
[2]. 无压隧洞内消能工湍流数值模拟研究[D]. 金哲. 新疆农业大学. 2007
[3]. 高水头无压隧洞自由水面数值模拟研究[D]. 张菊. 新疆农业大学. 2006
[4]. 高水头下水库无压泄水洞的二维紊流数值模拟[D]. 何建新. 新疆农业大学. 2003
[5]. 溢洪道挑流消能段水气两相流数值模拟研究[D]. 杨利. 山东大学. 2011