堤线优化对斜接型交汇口水力特性的影响研究

发布时间：2024-05-11 22:16

　　天然河道中常常存在着交汇水流,河流交汇区域会出现水面壅高、分离区、螺旋流等水力现象。回流分离区束窄了过流断面,靠近交汇口一侧的低流速区域会导致泥沙淤积,远离交汇口一侧的高流速区域则会影响航运安全性,限制航运事业的发展,因此对分离区的研究和优化具有重要的理论和实际意义。本文采用GAMBIT对支流以60°入汇角斜接主流的水槽建立模型并进行网格划分,利用FLUENT进行原有堤线及优化堤线两种形式七种汇流比下的模拟计算,研究不同汇流比下交汇水流水力特性,并分析堤线优化对交汇口各水力参数的影响,同时评价其改善程度,得出以下结论:(1)随着汇流比RQ增大,60°交汇水流分离区无量纲长度L*、无量纲宽度B*逐渐增大。(2)通过对椭圆和抛物线两种堤线优化方案下流场、流速及水流动力轴线的对比,确定椭圆优化为最优方案,该方案下分离区尺寸有效降低,回流现象明显改善。(3)交汇水流高流速梯度区域集中于支流入汇处,堤线优化可使流速梯度降低50%左右。(4)交汇水流顺水流方向紊动剧烈,作用范围广,沿槽宽方向紊动仅在靠近交汇口处十分强烈。堤线优化可有效降低紊动强度,且对顺水流方向紊动强度的优化程度略高。(5)随着汇...

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【部分图文】：

图3-1模型计算区域与网格划分Fig.3-1Calculationareaandgridofsimulatedmodel

建立、选取的模型是否能够准确模拟实际情况、是否符合客观规律，都需要进行模定，将模拟结果与实际资料进行对比分析，否则模拟结果没有实际意义与参考价值，将其用来深入研究。经过实际资料验证的模型才能用来分析计算，才有说服力，实际也能反映所建模型是否具有合理的精确度，因此模型率定在数值模拟....

图3-2观测区断面垂线布置

图3-2观测区断面垂线布置Fig.3-2Layoutofverticallineforobservationarea流流量，Qb支流流量，Qd为汇合后水流流量，汇流比RQQu的比值，进行RQ=4:1、3:1、2:1、1:1四种工况下的数确性，需要对各断面....

图3-3各断面流速验证Fig.3-3Verificationofflowvelocityincross-section

17图3-3各断面流速验证Fig.3-3Verificationofflowvelocityincross-section

图3-4不同汇流比下断面流速分布

18图3-4不同汇流比下断面流速分布Fig.3-4Distributionofflowvelocityincross-sectionatdifferentconfluenceratio由流速分析对比可以看到，FLUENT所建模型计算得到的模拟值与试验值较....

本文编号：3970446