厢式沉沙池水沙流场三维数值模拟
发布时间：2021-08-28 05:41
随着水库的大量兴建、引黄灌溉事业的发展、灌溉区节水改造项目的启动,泥沙问题在资源配置和环境保护中成为一个不可忽视的重要因素,泥沙淤积水库、渠道等建筑物,磨损水轮机叶片,直接影响水工建筑物正常运行和发挥经济效益。在含沙水流泥沙处理方面,沉沙池起着十分重要的作用,被广泛运用于实际工程。因此研究沉沙池整流和泥沙沉降效果具有重要意义。本文以厢式沉沙池为研究对象,基于ANSYS软件中FLUENT计算流体动力学软件进行三维数值模拟,分析沉沙池内水沙流场分布信息,得出主要结论如下:（1）使用湍流模型RNG k-?双方程模型、结合VOF自由液面追踪法、选用SIMPLE算法对沉沙池设计工况下清水流场进行三维数值模拟,计算得出了沉沙池左、中、右三厢的流量分布、水面线、断面流速分布等详细流场信息。并将计算值与试验值资料进行对比验证,发现数值模拟结果与试验值吻合良好,说明数值模型计算合理,方法准确。（2）基于Fluent软件,采用欧拉双流体模型、RNG k-?湍流方程,相间的压力耦合求解方式选用非稳态PISO算法,固液交换模型采用Wen-Yu模型,对沉沙池内水沙流场进行三维数值模拟。计算得出了泥沙的迹线、泥沙...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原设计方案俯视图
灌溉工程由管路及配套建筑物组成，管道共设二级，均为固定式，其中干管总长约 24.95km，支管总长约 65.53km。本工程自黄河取水，设计全年取水量为 240 万 m3，相应取水流量 0.58m3/s。设计取水位为 417.08m，最低运用水位为 416.26m，最高运用水位为 426.76m。沉沙池的体型结构为三厢式，每厢净宽均为 2m，沿程分为进口段、平水整流段、工作段、溢流段、出口段和排沙道 6 个部分，初设方案中顺水流方向总长度为 87.3m；为了便于底部排沙，沉沙池底部设计了 3 个坡度，分别为 1/50、1/30、1/10；出口水深较高，约为 8.6m，沉沙池模型的俯视和主视图如图 2-1、图 2-2 可见。图 2-1 原设计方案俯视图Fig.2-1 Top view of the original design
西北农林科技大学硕士学位论文第四章 沉沙池清水流场数值模拟及结果分析建模CAD绘制沉沙池的三维体型图，模型尺寸为：进水管直径0.7m，进口段段 14.5m，工作段 70m，出口段 5m，全长为 92.3m，宽为 7m，各厢宽约 8.6m。CAD 创建的三维沉沙池视图如图 4-1，图 4-2 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进欧拉算法的双吸离心泵泥沙磨损特性研究[J]. 张自超,王福军,陈鑫,廖翠林,徐洪泉,陆力. 农业机械学报. 2017(03)
[2]引黄灌区渠道淤积问题分析及减淤措施研究[J]. 吴争兵. 山西水利科技. 2017(01)
[3]重力沉沙过滤池模型试验研究[J]. 戚印鑫,耿凡坤,刘亚丽,孙娟. 泥沙研究. 2016(06)
[4]水轮机泥沙磨损两相湍流场数值模拟[J]. 黄剑峰,张立翔,姚激,龙立焱. 排灌机械工程学报. 2016(02)
[5]双流体模型在高浓度含沙水流模拟中的应用[J]. 梁成鹏,陈红勋,钱涛. 上海大学学报(自然科学版). 2016(06)
[6]基于欧拉-拉格朗日方法的明渠中悬移质淤积数值模拟[J]. 肖柏青,李然,戎贵文. 水力发电学报. 2015(09)
[7]加强农田水利灌区建设 推动农田水利灌区发展[J]. 王靖波. 环球市场信息导报. 2014(40)
[8]不同泥沙粒径下的分离鳃内部流场三维数值模拟[J]. 陶洪飞,邱秀云,李巧,苏建江. 水利水电科技进展. 2014(05)
[9]中国水资源状况与水资源安全问题分析[J]. 张利平,夏军,胡志芳. 长江流域资源与环境. 2009(02)
[10]单颗粒泥沙沉速公式的对比研究[J]. 赵德招,陈立,周银军,桂波. 人民黄河. 2009(01)
硕士论文
[1]闸坝下游冲刷坑形态三维数值模拟[D]. 吴彰松.西北农林科技大学 2017
[2]梭锥管水沙两相流场数值模拟及结构优化研究[D]. 王苗.新疆农业大学 2014
[3]黄丰水电站泄洪闸泄流三维数值模拟[D]. 李蕾.西北农林科技大学 2014
[4]发动机冷却水套流场的分析与仿真研究[D]. 张伟.太原理工大学 2010
[5]基于CFD的水电工程砂石废水旋流沉砂池的优化设计[D]. 栾闯.天津大学 2009
[6]多相流混合模型应用于低含沙水流的数值模拟研究[D]. 谢艳芳.西安理工大学 2005
[7]计算流体力学两相流流动的模拟及两相流模型的研究[D]. 杨猛.天津大学 2005
[8]双流道污水泵叶轮内部流场计算研究[D]. 程效锐.兰州理工大学 2004
本文编号：3367915
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原设计方案俯视图
灌溉工程由管路及配套建筑物组成，管道共设二级，均为固定式，其中干管总长约 24.95km，支管总长约 65.53km。本工程自黄河取水，设计全年取水量为 240 万 m3，相应取水流量 0.58m3/s。设计取水位为 417.08m，最低运用水位为 416.26m，最高运用水位为 426.76m。沉沙池的体型结构为三厢式，每厢净宽均为 2m，沿程分为进口段、平水整流段、工作段、溢流段、出口段和排沙道 6 个部分，初设方案中顺水流方向总长度为 87.3m；为了便于底部排沙，沉沙池底部设计了 3 个坡度，分别为 1/50、1/30、1/10；出口水深较高，约为 8.6m，沉沙池模型的俯视和主视图如图 2-1、图 2-2 可见。图 2-1 原设计方案俯视图Fig.2-1 Top view of the original design
西北农林科技大学硕士学位论文第四章 沉沙池清水流场数值模拟及结果分析建模CAD绘制沉沙池的三维体型图，模型尺寸为：进水管直径0.7m，进口段段 14.5m，工作段 70m，出口段 5m，全长为 92.3m，宽为 7m，各厢宽约 8.6m。CAD 创建的三维沉沙池视图如图 4-1，图 4-2 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进欧拉算法的双吸离心泵泥沙磨损特性研究[J]. 张自超,王福军,陈鑫,廖翠林,徐洪泉,陆力. 农业机械学报. 2017(03)
[2]引黄灌区渠道淤积问题分析及减淤措施研究[J]. 吴争兵. 山西水利科技. 2017(01)
[3]重力沉沙过滤池模型试验研究[J]. 戚印鑫,耿凡坤,刘亚丽,孙娟. 泥沙研究. 2016(06)
[4]水轮机泥沙磨损两相湍流场数值模拟[J]. 黄剑峰,张立翔,姚激,龙立焱. 排灌机械工程学报. 2016(02)
[5]双流体模型在高浓度含沙水流模拟中的应用[J]. 梁成鹏,陈红勋,钱涛. 上海大学学报(自然科学版). 2016(06)
[6]基于欧拉-拉格朗日方法的明渠中悬移质淤积数值模拟[J]. 肖柏青,李然,戎贵文. 水力发电学报. 2015(09)
[7]加强农田水利灌区建设 推动农田水利灌区发展[J]. 王靖波. 环球市场信息导报. 2014(40)
[8]不同泥沙粒径下的分离鳃内部流场三维数值模拟[J]. 陶洪飞,邱秀云,李巧,苏建江. 水利水电科技进展. 2014(05)
[9]中国水资源状况与水资源安全问题分析[J]. 张利平,夏军,胡志芳. 长江流域资源与环境. 2009(02)
[10]单颗粒泥沙沉速公式的对比研究[J]. 赵德招,陈立,周银军,桂波. 人民黄河. 2009(01)
硕士论文
[1]闸坝下游冲刷坑形态三维数值模拟[D]. 吴彰松.西北农林科技大学 2017
[2]梭锥管水沙两相流场数值模拟及结构优化研究[D]. 王苗.新疆农业大学 2014
[3]黄丰水电站泄洪闸泄流三维数值模拟[D]. 李蕾.西北农林科技大学 2014
[4]发动机冷却水套流场的分析与仿真研究[D]. 张伟.太原理工大学 2010
[5]基于CFD的水电工程砂石废水旋流沉砂池的优化设计[D]. 栾闯.天津大学 2009
[6]多相流混合模型应用于低含沙水流的数值模拟研究[D]. 谢艳芳.西安理工大学 2005
[7]计算流体力学两相流流动的模拟及两相流模型的研究[D]. 杨猛.天津大学 2005
[8]双流道污水泵叶轮内部流场计算研究[D]. 程效锐.兰州理工大学 2004
本文编号：3367915
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