低Fr数宽尾墩消力池流场3维数值模拟  

3D Numerical Simulation of Turbulent Flow with Lower Fr Number in Stilling Basin with Flaring Gate Pier

作　　者：周喜德[1] 殷彤[2] 雷云华[3] 牛志攀[2] 张建民[2] 

机构地区：[1]成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059 [2]四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川成都610065 [3]中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,四川成都610072

出　　处：《四川大学学报（工程科学版）》2010年第6期17-24,共8页Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition)

基　　金：国家重点基础研究发展计划资助项目(2007CB714105);教育部科学技术研究重点资助项目(2008108111);新世纪人才支持计划资助项目

摘　　要：宽尾墩消力池在许多工程中得到应用,而低Fr数宽尾墩消力池内部流场较为复杂,实验结合数值模拟旨在达到工程中体型优化的目的。针对实验观察难以获得详细的各项水力参数的问题,采用RNGk-ε紊流模型结合自由面追踪的VOF方法对低Fr数宽尾墩消力池内部流场进行了数值模拟,获得了水流形态、流速分布和紊动能分布特性。两种体型消力池内水位沿程分布、临底流速等水力学参数的计算值与试验值吻合良好,说明该数值模拟是稳定可靠的。对比两种方案的水流形态及流场特性发现,推荐体型消力池流场稳定性较好,水流无横向流动,运行方式灵活,并获得了模型试验难以测量的流场详细信息,结果令人满意。The RNG k-ε turbulent model with VOF method was used to simulate the flow in stilling basin with flaring gate pier,which was served for shape optimization of engineering application.The Fr Number of this flow was no more than 3.0.The calculated result agreed well with the experimental data.

关 键 词：紊流数值模拟 VOF法 流场 宽尾墩 消力池 体型优化 

分 类 号：TV652.1[水利工程—水利水电工程]