高水头船闸一字闸门水动力特性数值模拟

发布时间：2020-08-12 23:10

【摘要】：针对某山区高水头船闸30 m淹没水深下一字闸门的水动力特性进行研究,借助FLUENT软件提供的Realizable k-ε紊流模型对门体启闭过程非恒定流场进行动态模拟,通过建立由二维平面混合网格纵向拉伸成的三维棱柱体网格,结合2.5D重构和弹性光顺动网格法,在降低网格数量、提高计算效率的同时,实现一字闸门启闭全过程三维流场模拟。引入VOF法对自由水面迭代求解,得到一字闸门启闭过程门前后水位差及动水阻力矩变化规律,将计算结果与模型试验进行比较,两者吻合较好。模拟计算发现:门底间隙对闸门运行整个阶段动水阻力矩均有影响,动水阻力矩峰值随门底间隙增大而变小。
【图文】：

水利水运工程学报2017年2月图1物理模型整体平面布置(单位:cm)Fig.1Layoutofaphysicalmodel(unit:cm)2计算模型2.1控制方程及数值算法T．Shih等［3］认为，紊动黏性系数计算式中的系数Cμ不应是常数，而与应变率联系起来，从而提出了Ｒealizablek-ε模型，适用于旋转流动。结合研究实际，即高水头船闸一字闸门启闭过程具有较强的三维旋转特性，且门头等区域引起的水体旋转不可忽略，综合考虑精度、计算成本等因素，采用Ｒealizablek-ε紊流模型进行模拟，控制方程如下:连续方程:

本文编号：2791151