弧脚梯形渠道无喉道量水槽数值模拟研究

发布时间：2024-06-08 04:31

　　随着我国市场经济的不断发展及水资源的日益紧张,合理利用水资源、提高水的利用率成为当前迫切需要解决的问题。灌区节水作为提高水资源利用率、推进节水的重要手段,研究与灌区渠道相配套的量水设施具有重要意义。本文以弧脚梯形渠道无喉道量水槽为研究对象,通过Auto CAD建立三维模型图,基于Fluent6.3大型流体计算软件,采用RNG k-?湍流模型和VOF方法,对弧脚梯形渠道无喉道量水槽在不同工况下的水流运动进行综合仿真试验研究。以期建立统一的流量公式,为量水槽设计选型及优化提供依据。文章的主要研究内容及结论有:(1)根据已知的渠道相关数据,基于临界流理论和水力学相关知识,设计量水槽及试验方案,建立弧脚梯形渠道无喉道量水槽三维模型,为后期数值模拟奠定基础。通过对试验方案中所选渠道在不同底坡和收缩比条件下模拟流量和渠道流量的水量平衡误差进行比较分析,证明了所建立模型与相应参数具有较高可靠性。(2)研究不同底坡和收缩比下渠道流量—水位关系表明,渠道底坡i和底坡?对形成统一水位流量—关系曲线影响较大。同一渠道,随着喉宽和收缩比的减小,可以在较大底坡范围内形成统一稳定的水位—流量关系,最大底坡可取i=...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 灌区量水的研究目的及意义
    1.2 常用量水方法
    1.3 研究进展
        1.3.1 量水槽研究进展
        1.3.2 三维数值模拟软件
        1.3.3 量水槽数值模拟的研究进展
    1.4 研究存在问题
    1.5 本文研究内容
    1.6 技术路线
第二章 弧脚梯形渠道无喉道量水槽测流基本理论
    2.1 基本构造及测流思路分析
        2.1.1 弧脚梯形渠道及无喉道量水槽基本结构
        2.1.2 测流基本思路
    2.2 弧脚梯形渠道过水断面及相关水力计算
        2.2.1 渠道过水断面面积A
        2.2.2 过水断面湿周x
        2.2.3 水面宽度B计算
    2.3 模型建立与网格划分
        2.3.1 模型建立
        2.3.2 网格划分
    2.4 数值计算方法及基本参数的设置
        2.4.1 数值计算方法
        2.4.2 基本参数的设置
    2.5 试验方案设计
第三章 弧脚梯形渠道无喉道量水槽数值模拟结果分析
    3.1 模型验证
    3.2 水面线变化情况
    3.3 流速场变化情况
    3.4 不同条件下水位流量关系
        3.4.1 不同收缩比条件下水位流量关系
        3.4.2 不同底坡条件下水位流量关系
    3.5 上游壅水高度
    3.6 量水槽上游傅汝德数
    3.7 量水槽水头损失
        3.7.1 水头损失机理
        3.7.2 水头损失计算
        3.7.3 水头损失分析
    3.8 本章小结
第四章 无喉道量水槽统一流量公式的建立与精度分析
    4.1 不同渠道流量公式的建立
        4.1.1 流量系数C和流量指数n的确定
        4.1.2 不同渠道流量公式建立
    4.2 统一流量公式建立
    4.3 测流精度分析
    4.4 流量公式验证
    4.5 本章小结
第五章 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 研究中存在的问题及建议
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3991456