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水库水温变化_夏季水库水温度_水库水温三维模型的应用

发布时间：2016-08-22 16:00

本文关键词：水库水温数学模型及其应用，由笔耕文化传播整理发布。

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水库水温三维模型的应用

·16·高松峰等.水库水温三维模型的应用第28卷第2期

格离散计算区域，采用有限体积法离散控制方程，水平向及垂向分别采用Smagorinsky模型和模型计算涡粘系数，建立水库水温三维数学模型，并应用于Johnson的水库实验模型。计算结果与实测值吻合较好。11．1

水库水温三维数学模型控制方程uvw++=Sxyz

uuuu+++w－fvtxyz

ζζ1ρatmgρu－－+∫dz+（vz）+Fuχρ0xρ0zxzz+usS（2）

P为剪力产生项，可写成：P=vz（

uiujui

+）xjxixj

（9）

vz22gρN，N=－σtρ0z

（10）



Fε）=（Dh）+（Dh）］（k，（Fk，ε）

xxyy

（11）1．2

控制方程的离散及求解

采用三角形网格离散计算区域。水动力模型中，水平项的时间积分采用二阶Ｒunge－Kutta格式，竖直项的时间积分采用二阶隐式梯形格式；温度输运方程中，水平项的时间积分采用二阶Ｒunge－Kutta格式，竖直项的时间积分采用二阶隐式梯形格式。22．1

三维水温模型在水库重力下潜流研究中的应用水库模型试验

Johnson的水库实验模型［6］布置见图1，，该模

B为浮力产生项，B=－

（1）

=－g

vvvv

+u+v+w+futxyz=－gvsS

1ρatmgζv

－－+∫dz+（vz）+Fv+

zyρ0yρ0zyz

=（3）

∧

TTTTT+u+v+w=FT+（Dz）+H

ztxyzz

+TsS（4）

型长24．39m，深度从入口的0．3m逐渐变化至坝

址处的0．91m。按断面形状变化模型水库可分为二段，前段长6．1m，底部水平，宽度从0．3m线性变化至0．91m。后段宽度不变为0．91m，底部高程在18．29m的长度上降低了0．61m。

水库中先充满21．44℃的水，然后将16．67℃的冷水从入口靠近底部0．15m高的孔口引入水库，坝址的出口位于底部上0．15m处，入流流量和

出流流量均为0．00063m/s

水库水温三维模型的应用

。

vzkkukvkwk

+++=Fk++（）+P+txyzzσkzB－ε（5）vzεεuεvεwεε

+++=Fε++（）+

kztxyzσεz

（c1εP+c3εB－c2εε）（6）v、w分别为坐标x、y、z方向上的流速式中：u、

分量；ρ0为水流参考密度；ρ为液体密度；P为压f=强；T－受纳水体温度；f为柯氏力频率参数，

2Ωsinφ，Ω=2π/86184为地球自转频率，φ为当地vs源纬度；g为重力加速度；vz为垂向涡粘系数；us、

y方向上的流速分量；Dh，Dz－水项排放速度在x、

平、垂向热扩散系数；H－考虑水气热交换产生的

源项；Ts－源项温度；S为源项排放量；AM为水平紊动粘滞系数；水平切应力项可表述为：

uuvFu=2AM+AM（+）］

xxyyx

uvvAM（++［2AM］xyxyy水平扩散项可表示为：Fv=FT=

TT（Dh（）+（Dhxxyy

（7）（8）

∧

图1水库模型总布置图

2．2计算条件

采用三角形网格划分计算区域，

水库水温三维模型的应用

计算区域内共

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