基于WRF与CFD的水电站下游非均匀物理场的研究
发布时间：2020-07-22 02:18
【摘要】：我国一大批的高水头、大泄流量水电站的出现使得水电站的泄洪雾化问题成为目前研究的热点。目前对水电站雾化的研究方法可分三种,第一种是原型观测研究方法;第二种是理论分析方法;第三种是数值模拟研究方法。水电站下游非均匀物理场的特性是一个影响泄洪雾化的关键因素。应用WRF-LES多尺度耦合模型和CFD模块,对水电站下游的非均匀物理场进行数值模拟研究。论文的主要内容如下:(1)以有限区域数值模式WRF为基础,针对复杂山区地形区域进行高分辨率的中尺度动力数值模式研究。研究表明:对于区域的风速模拟计算,春季的最优物理过程方案为MYJ边界条件和Ruc陆面过程;夏季的最优物理过程方案为YSU边界条件和Ruc陆面过程;秋季的最优物理过程方案为MYJ边界条件和pleim-xiu陆面过程;冬季的最优物理过程方案为YSU边界条件和Ruc陆面过程。(2)应用中尺度动力数值模式和小尺度数值模式的耦合模型,针对复杂山区地形区域进行高精数值模拟,得到风场的时空分布。结果表明LES小尺度模拟较中尺度模拟结果相比,具有更高的水平分辨率,精细化程度更高,更加能够反映出地形对风场的影响情况。(3)运用WRF-LES多尺度耦合模型对二滩水电附近区域进行动力降尺度数值模拟研究,并对计算结果的小时平均风速、温度、压强等非均匀物理场进行数据可视化研究分析。研究表明:水平分辨11m×11m的精细程度更加的高,对风场的细节刻画也更加的明显;随着高度的增加风速受地形强迫作用在不断的减弱,当高度达到500m后河谷地形的强迫作用基本可以忽略。(4)应用CATIA对二滩水电站下游区域的复杂地形建立3D模型,然后运用CFD方法对二滩水电站的一个泄洪工况时的水舌风场进行数值模拟研究,得到了二滩水电站泄洪情况下的水舌风场分布情况。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV73
【图文】：
随着中国水电事业的不断发展，水电站的类型已经规模也趋于多样化，？大逡逑批的高水头、泄洪流量大的水电站相继出现。尤其是，采用挑流消能方式时，卜＇逡逑游局部区域经常的会出现大面积的降雨或雾。如图１．１所示为二滩水电站泄洪时逡逑产生的雾化现象。逡逑图１．１水电站泄洪雾化逡逑水电站泄洪雾化主要是由于泄洪水舌在空气中运动时由于掺气扩散以及水逡逑沂跌落与卜游液面高速碰溅而形成的雾滴，在周围非均匀物理场作ｎ］卜＇形成雾流ｔ逡逑这些雾流在空气中不断碰扑在局部地方形成浓雾甚至强降雨的现象。逡逑泄洪雾化除了对下游生态环境的影响外，可能会对水电站的正常运行和下游逡逑的交通等造成一定影响。在近儿十年的研[傊校⑾炙魏臀淼蔚睦┥⒅饕闶苠义纤缯鞠掠蔚姆绯 ⑽露瘸『脱骨砍〉挠跋臁＝缯鞠掠蔚姆绯 ⑽露瘸『脱瑰义锨砍。吵莆缯鞠掠畏蔷任锢沓。芯克缯鞠掠畏蔷任锢沓。杂谏铄义匣购槲砘砺酆吞嵘购槲砘げ馑剑哂兄匾睦砺垡庖搴褪导视τ眉壑怠ｅ义希保卜蔷任锢沓〉氖的Ｄ庋芯肯肿村义戏绯∈欠蔷任锢沓≈凶钪匾淖槌刹糠郑杂诜绯〉难芯恐饕校褐郑罚址ǎ哄义希ǎ保┗谄笳镜姆椒ǎǎ玻┗诓夥缢姆椒ǎǎ常┳队谑的Ｄ獾姆椒ǎ义嫌谄笳竞筒猓宜莸姆
本文编号：2765172
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV73
【图文】：
随着中国水电事业的不断发展，水电站的类型已经规模也趋于多样化，？大逡逑批的高水头、泄洪流量大的水电站相继出现。尤其是，采用挑流消能方式时，卜＇逡逑游局部区域经常的会出现大面积的降雨或雾。如图１．１所示为二滩水电站泄洪时逡逑产生的雾化现象。逡逑图１．１水电站泄洪雾化逡逑水电站泄洪雾化主要是由于泄洪水舌在空气中运动时由于掺气扩散以及水逡逑沂跌落与卜游液面高速碰溅而形成的雾滴，在周围非均匀物理场作ｎ］卜＇形成雾流ｔ逡逑这些雾流在空气中不断碰扑在局部地方形成浓雾甚至强降雨的现象。逡逑泄洪雾化除了对下游生态环境的影响外，可能会对水电站的正常运行和下游逡逑的交通等造成一定影响。在近儿十年的研[傊校⑾炙魏臀淼蔚睦┥⒅饕闶苠义纤缯鞠掠蔚姆绯 ⑽露瘸『脱骨砍〉挠跋臁＝缯鞠掠蔚姆绯 ⑽露瘸『脱瑰义锨砍。吵莆缯鞠掠畏蔷任锢沓。芯克缯鞠掠畏蔷任锢沓。杂谏铄义匣购槲砘砺酆吞嵘购槲砘げ馑剑哂兄匾睦砺垡庖搴褪导视τ眉壑怠ｅ义希保卜蔷任锢沓〉氖的Ｄ庋芯肯肿村义戏绯∈欠蔷任锢沓≈凶钪匾淖槌刹糠郑杂诜绯〉难芯恐饕校褐郑罚址ǎ哄义希ǎ保┗谄笳镜姆椒ǎǎ玻┗诓夥缢姆椒ǎǎ常┳队谑的Ｄ獾姆椒ǎ义嫌谄笳竞筒猓宜莸姆
本文编号：2765172
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