低佛氏数水跃紊流数值模拟研究

编号 zgly0001435501

文献类型 期刊论文

文献题名 低佛氏数水跃紊流数值模拟研究

作者 张春财  杜宇 

作者单位 长沙理工大学水利工程学院  长沙理工大学湖南省水沙科学与水灾害防治重点实验室  西安理工大学水利水电学院  湖南水利水电职业技术学院 

母体文献 西北农林科技大学学报(自然科学版 

年卷期 2012年01期

年份 2012 

分类号 TV131.21 

关键词 低佛氏数水跃  紊流数值模拟  水跃区  明渠流区 

文摘内容 【目的】研究低佛氏数(Fr1)水跃紊流的水力特性。【方法】采用VOF方法处理闸门上、下游表面,用二维RNG型k-ε紊流数学模型,对低佛氏数(Fr1=2.0～4.5)水跃紊流进行数值模拟,研究了不同低佛氏数水跃的跃后水深、水跃长度及流速分布,分析了水跃区及其下游明渠流区压强、紊动能、耗散率和水跃消能率的特性。【结果】淹没系数大于1.2时,水跃长度均大于其他经验公式计算的水跃长度,且水跃长度增幅随佛氏数的增加而增大。水跃区断面各点时均流速最大值沿程减小;跃后明渠流区,断面各点平均流速沿程无明显变化。水跃区主流与漩滚交界处附近,特别是泄水闸门附近的紊动能及耗散率均最大。随着佛氏数的增加,理论和实际消能率均增大,且理论消能率大于考虑了跃后紊动能的实际消能率。【结论】低水头水利枢纽泄洪功率较大,应充分考虑低佛氏数水跃实际消能率低的水力特性,设计合理的消能设施以解决其消能防冲问题。