桥墩群对河道水流影响的三维数值分析 被引量：32

1

作者 何国建 方红卫 府仁寿 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2007年第3期345-351,共7页

该文采用具有自由水面和河床切应力计算的三维数学模型分析了桥墩群对河道水流的影响。计算利用标准的k-ε紊流模型求解N-S方程得到三维流场,通过对运动方程的垂向平均积分得到求解水位的泊松方程,将该模型应用到不同收缩比条件下桥墩... 该文采用具有自由水面和河床切应力计算的三维数学模型分析了桥墩群对河道水流的影响。计算利用标准的k-ε紊流模型求解N-S方程得到三维流场,通过对运动方程的垂向平均积分得到求解水位的泊松方程,将该模型应用到不同收缩比条件下桥墩的绕流壅水计算,结果与物理试验值拟合较好。在实际应用中,模型比较了凉水河北京南站段桥墩群修建前后河道水位和三维流场的变化情况,分析了桥墩群对河道三维水流与水位的影响,为该段河道的整治以及规划设计提供参考。 展开更多

关键词 三维 数值模拟 桥墩群 绕流 自由水面

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多孔溢洪道泄流三维数值模拟 被引量：20

2

作者 沙海飞 周辉 +2 位作者 吴时强 陈惠玲 范丽丽 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2005年第10期42-46,共5页

为了充分体现闸墩对过坝水流的影响,采用有限体积法对含多个孔和多个闸墩的溢洪道进行了水流的三维数值模拟,采用k-ε紊流模型,利用VOF方法处理自由水面,给出了泄流能力、水面线和压力分布。数值模拟结果与模型试验结果对比表明,使用的... 为了充分体现闸墩对过坝水流的影响,采用有限体积法对含多个孔和多个闸墩的溢洪道进行了水流的三维数值模拟,采用k-ε紊流模型,利用VOF方法处理自由水面,给出了泄流能力、水面线和压力分布。数值模拟结果与模型试验结果对比表明,使用的模型能精确的模拟溢洪道的过坝水流。计算发现,溢洪道不同孔由于受闸墩、边墩等的影响,过坝水流的水面线、坝面压力有着一定的差异,从而为溢洪道的水力设计提供可靠的设计依据。 展开更多

关键词 溢洪道 闸墩 VOF方法 水面线 数值模拟

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基于Realizable k-epsilon模型的水闸下游水流数值模拟 被引量：20

3

作者 代彬 陈章淼 周维 《水利与建筑工程学报》 2018年第4期176-180,共5页

水闸是渠道或河道工程中十分重要的水工建筑物,因此水闸流的模拟也具有重要的现实意义。为提高水闸流的模拟精确度,引入较为先进的Realizable k-epsilon模型,并采用该模型对河道水闸下游水流进行了数值模拟。将模拟结果与试验数据和标准... 水闸是渠道或河道工程中十分重要的水工建筑物,因此水闸流的模拟也具有重要的现实意义。为提高水闸流的模拟精确度,引入较为先进的Realizable k-epsilon模型,并采用该模型对河道水闸下游水流进行了数值模拟。将模拟结果与试验数据和标准k-epsilon模型结果进行比较。结果表明,标准和Realizable k-epsilon模型均可较为准确地预测水闸流的自由水面与流速分布,但基于Realizable k-epsilon模型的模拟结果更为精确,证明了该方法的适用性及合理性,为提高水闸流的计算精度提供了参考。 展开更多

关键词 水闸流 数值模拟 k-epsilon模型 自由水面 流速分布

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溢洪道出口扭曲型挑坎水流的数值模拟 被引量：13

4

作者 李玲 陈永灿 李永红 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期79-82,共4页

采用k-ε紊流模型,VOF方法跟踪自由水面,求解三维N-S方程对三种不同出口挑坎体型的溢洪道内水流流动进行了数值计算分析,得到了出口挑坎段的水流流动参数分布,并详细计算了出坎水流的抛射形态。通过比较分析,优化挑坎体型,为工程设计提... 采用k-ε紊流模型,VOF方法跟踪自由水面,求解三维N-S方程对三种不同出口挑坎体型的溢洪道内水流流动进行了数值计算分析,得到了出口挑坎段的水流流动参数分布,并详细计算了出坎水流的抛射形态。通过比较分析,优化挑坎体型,为工程设计提供参考。 展开更多

关键词 水力学 出口挑坎 体型优化 溢洪道 自由水面

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垂直入水空泡内部压强分布数值研究(英文) 被引量：12

5

作者 何春涛 王聪 +1 位作者 魏英杰 王柏秋 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第9期960-968,共9页

基于RANS方程,在VOF多相流模型中嵌入水蒸汽和水之间的质量输运模型成功实现了垂直入水空泡流的数值计算。通过与试验结果的对比说明了以上数值方法的可信性,并在此基础之上对带不同锥角头型圆柱体以不同速度垂直撞击自由液面后所生成... 基于RANS方程,在VOF多相流模型中嵌入水蒸汽和水之间的质量输运模型成功实现了垂直入水空泡流的数值计算。通过与试验结果的对比说明了以上数值方法的可信性,并在此基础之上对带不同锥角头型圆柱体以不同速度垂直撞击自由液面后所生成的空泡内部压强分布进行了深入分析,结果表明:在入水空泡形成阶段,空泡内部压强会出现较大的降低现象,并随着空泡的发展压强值逐渐趋于稳定;空泡形成阶段空泡内部压强随入水物体头部锥角增加而增加;在开空泡阶段空泡内部压强低于环境压强,并随着入水速度增加而呈降低变化趋势,空泡内部压强轴向和径向分布较为稳定,没有较大的压强梯度;在空泡趋于闭合阶段空泡内部压强出现较大的波动,其变化规律与空泡内部空气复杂速度场变化规律相吻合。 展开更多

关键词 垂直入水空泡 空泡内压强 VOF 自由水面

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糯扎渡水电站垂向二维非恒定流的数值模拟 被引量：8

6

作者 冯民权 周孝德 郑邦民 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期88-94,共7页

本文针对宽深比较小 ,有关参量 (如流速、温度、浓度 )的垂向变化比水平横向的变化为大的水库 ,建立垂向二维水流数学模型 ,水深随时、空而变 ,垂向做σ变换将可变域变为规则区域。采用算子分裂法、交错网格法、有限差分法进行计算。对... 本文针对宽深比较小 ,有关参量 (如流速、温度、浓度 )的垂向变化比水平横向的变化为大的水库 ,建立垂向二维水流数学模型 ,水深随时、空而变 ,垂向做σ变换将可变域变为规则区域。采用算子分裂法、交错网格法、有限差分法进行计算。对糯扎渡水电站的非恒定流数值模拟结果是合理的 。 展开更多

关键词 水力学 数值模拟 垂向二维 σ变换 自由面

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尾水河道冲击射流数值模拟研究 被引量：2

7

作者 王晓松 陈璧宏 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期106-108,共3页

对具有工程意义的挑射水流冲击射流导致的尾水河道三维紊流流场进行了数值模拟 ,计算中考虑了固体边界条件和自由水面条件对水流结构的影响 .计算结果表明所采用的数值方法是可行的 。

关键词 尾水渠 消能 自由水面 湍流射流 河渠水力学

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2D刚体椭圆头结构高速撞水模拟 被引量：5

8

作者 郑金伟 宗智 《鱼雷技术》 2008年第2期9-12,共4页

2D刚体椭圆头结构高速撞击水面会受到来自水面的冲击力,由于撞水过程中会引起自由液面大幅波动和流固接触界面的非线性,载荷的大小很难使用常规动力学方法求解。本文利用ANSYS/LS-DYNA软件中的ALE算法对椭圆头结构高速入水问题进行了模... 2D刚体椭圆头结构高速撞击水面会受到来自水面的冲击力,由于撞水过程中会引起自由液面大幅波动和流固接触界面的非线性,载荷的大小很难使用常规动力学方法求解。本文利用ANSYS/LS-DYNA软件中的ALE算法对椭圆头结构高速入水问题进行了模拟,数值结果表明,在某一入水角度下,加速度峰值和入水速度呈幂次关系,压力峰值随着入水速度的增大而增大,入水角度在35°时压力峰值最大。 展开更多

关键词 结构入水 自由液面 流固接触界面 数值仿真 ALE算法

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流固耦合问题研究综述 被引量：5

9

作者 袁野 《山西建筑》 2016年第23期44-45,共2页

介绍了流固耦合的定义及类型,论述了流固耦合在现阶段的研究进展,并归纳总结了流固耦合的研究成果,指出流固耦合问题体现在日常生活以及工程领域的各方面,是涉及多学科领域的复杂问题。

关键词 流固耦合 自由液面 储液罐 模型

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越过矩形分流墩的流态及急流自由水面 被引量：4

10

作者 孙建 闫晋垣 要宝忠 《西安理工大学学报》 CAS 1994年第3期208-214,共7页

本文通过理论分析和模型试验研究了越过矩形分流墩的水流流态及墩上游自由水面特性。得到了墩上游水跃旋滚与急流飞越而过之间的界限流态佛氏数判别公式，经验证与试验数据吻合。证明了当急流飞越而过时，佛氏数对墩上游天因次水深的影... 本文通过理论分析和模型试验研究了越过矩形分流墩的水流流态及墩上游自由水面特性。得到了墩上游水跃旋滚与急流飞越而过之间的界限流态佛氏数判别公式，经验证与试验数据吻合。证明了当急流飞越而过时，佛氏数对墩上游天因次水深的影响微小可忽略不计。并得到了墩上游自由水面受墩高、墩宽的影响范围，以及墩上游水深不受收缩比影响的界限收缩比和无因次水深随墩高比、收缩比的变化规律。 展开更多

关键词 矩形分流墩 界限流态 急流 自由水面 墩高比

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浅水环境中垂向圆形纯射流的数值模拟 被引量：4

11

作者 张土乔 马健 +1 位作者 蔡钦 杨德军 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2163-2167,共5页

为探求浅水中射流的特性,提出了浅水环境中垂向纯射流的流速分布公式.应用体积率(VOF)方法跟踪处理自由水面,利用重组化群的(RNG)紊动能-紊动耗散率(k-ε)模型,对静止均匀浅水水域中的铅垂圆形单孔纯射流进行了数值模拟,研究了自由面位... 为探求浅水中射流的特性,提出了浅水环境中垂向纯射流的流速分布公式.应用体积率(VOF)方法跟踪处理自由水面,利用重组化群的(RNG)紊动能-紊动耗散率(k-ε)模型,对静止均匀浅水水域中的铅垂圆形单孔纯射流进行了数值模拟,研究了自由面位置和不同区域的流速场分布;并比较了RNGk-ε紊流模型、标准k-ε流模型与物理模型试验的结果.结果表明,自由射流区轴向流速、表面冲击区轴向流速、表面射流区径向流速随自由水面隆起高度的变化规律符合正态分布,射流喷口中心线轴向流速符合半无限域衰减规律.与标准k-ε试验结果相比,RNGk-ε流模型更适合于浅水纯射流. 展开更多

关键词 RNG K-Ε紊流模型 自由水面 VOF方法 紊动射流

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铅丝笼丁坝附近流速场分布的试验研究 被引量：3

12

作者 王振 刘焕芳 王燕燕 《石河子大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第4期504-509,共6页

为分析铅丝笼丁坝水毁机理、河床冲淤效果奠定基础,以及防治丁坝水毁和工程优化设计提供理论依据,本文进一步研究铅丝笼丁坝附近流速场分布规律。通过定床试验实测了铅丝笼丁坝作用后丁坝附近的自由水面和流速场,分析了丁坝附近水流流... 为分析铅丝笼丁坝水毁机理、河床冲淤效果奠定基础,以及防治丁坝水毁和工程优化设计提供理论依据,本文进一步研究铅丝笼丁坝附近流速场分布规律。通过定床试验实测了铅丝笼丁坝作用后丁坝附近的自由水面和流速场,分析了丁坝附近水流流态和自由水面的变化规律;并对丁坝附近的流区沿纵向分段和沿横向分区,将丁坝附近的流速场详细的划分为9个小区,分别分析各区流速变化的规律,得出丁坝下游线性回流边线方程、断面最大流速边线方程以及坝下游各断面的流速分布公式。试验验证结果表明,以上方程和公式基本反映了丁坝坝轴断面至回流末端各断面的流速分布的变化趋势和基本特征。 展开更多

关键词 铅丝笼丁坝 水流结构 自由水面 纵向垂线流速分布

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浅浸没水平圆柱浮子波浪力计算研究 被引量：3

13

作者 刘必劲 傅丹娟 +1 位作者 张友权 陈小云 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2019年第4期54-62,共9页

以海漂垃圾收集装置浮式围栏的圆柱浮子为研究对象,基于圆柱浮子的浅浸没特性,改进了Morison方程,并结合物理模型试验,对波浪与浅浸没水平圆柱浮子作用问题进行探讨。结果表明,改进的Morison方程可对水平圆柱浮子的波浪力做精确预测,并... 以海漂垃圾收集装置浮式围栏的圆柱浮子为研究对象,基于圆柱浮子的浅浸没特性,改进了Morison方程,并结合物理模型试验,对波浪与浅浸没水平圆柱浮子作用问题进行探讨。结果表明,改进的Morison方程可对水平圆柱浮子的波浪力做精确预测,并揭示了波幅、浸没深度以及周期对圆柱浮子波浪力的影响规律。对于浅浸没的圆柱浮子,所受水平波浪力随波高的增大而增大,随周期的增大而衰减到某一特定值。波浪力的正向大小分布要大于负向,而正负向大小的差异主要受浸没深度的影响。 展开更多

关键词 波浪力 浅浸没圆柱浮子 Morison方程 波浪理论 自由液面

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用HH-SIMPLE方法求解明渠中三维浅水底孔泄流问题 被引量：3

14

作者 周思平 张书农 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1989年第3期31-39,共9页

本文针对明渠中三维底孔喷射流问题,提出了一个新的求解 N-S 方程的有限差分方法——HH-SIMPLE 方法.用该方法求解三维水流问题,可以保持 SIMPLE 方法的优点,即可将动量方程中的速度与压力解锅;求解离散化动量方程时可用隐式迭代格式,... 本文针对明渠中三维底孔喷射流问题,提出了一个新的求解 N-S 方程的有限差分方法——HH-SIMPLE 方法.用该方法求解三维水流问题,可以保持 SIMPLE 方法的优点,即可将动量方程中的速度与压力解锅;求解离散化动量方程时可用隐式迭代格式,而无需作“刚盖近似”或“静水压力假设”,因而可很好地处理自由表面.本文中用该法求解的算例在国际计算流体力学领域中目前尚为空白,其三维计算结果可精确地描述在上游有来流情况下的浅水底孔喷流的流场、自由水面和压力场问题.计算结果和试验资料吻合较好. 展开更多

关键词 自由水面 流场 排放 有限差分

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地震作用下渡槽内水体响应三维数值模拟与分析 被引量：1

15

作者 杨梦薇 管光华 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2021年第7期89-96,共8页

【目的】研究输水渡槽在地震荷载作用下的水体响应特性,为渡槽振动条件下的流固耦合分析及满溢风险评估提供指导。【方法】采用FLOW-3D三维仿真软件,从地震荷载作用方式、地震荷载频率、渡槽内水体流量大小3个角度出发,设置了3组数值仿... 【目的】研究输水渡槽在地震荷载作用下的水体响应特性,为渡槽振动条件下的流固耦合分析及满溢风险评估提供指导。【方法】采用FLOW-3D三维仿真软件,从地震荷载作用方式、地震荷载频率、渡槽内水体流量大小3个角度出发,设置了3组数值仿真实验,并由仿真结果分析了渡槽水体在典型地震荷载作用下的响应特性。【结果】渡槽边壁在靠近自由液面处受到水体的垂直作用力最大,其数值为底部和中部的10倍以上;施加单一方向地震荷载时,水平方向地震荷载水体波动比竖直方向大2.5%;地震荷载频率增大,水体运动剧烈程度先增大后减小,在一定区间内存在使得水体响应最为剧烈的频率;流量增大,水体对边壁的垂直作用力最大值被削弱20%以上,但水体漫顶的风险也随之增加。【结论】在渡槽结构进行抗震设计时应考虑自由液面附近的渡槽边壁强度。此外增大渡槽流量会减小水体对边壁的作用力,但渡槽漫顶风险也随之增加。 展开更多

关键词 渡槽 地震响应 数值模拟 水位 垂直边壁加速度

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不同结构进口对水泵吸水池自由液面的影响 被引量：1

16

作者 陈刚 吴玉林 +2 位作者 刘树红 曹广军 陈铁军 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期143-148,165,共7页

水泵吸水池是影响泵站效率和安全运行的重要构筑物,自由液面与吸水池内各种旋涡的生成、空化的发生存在很大联系。本文利用二维PIV系统对吸水池自由水面进行了定量测量,通过图像处理技术,得到了不同结构进口下自由液面的分布情况。试验... 水泵吸水池是影响泵站效率和安全运行的重要构筑物,自由液面与吸水池内各种旋涡的生成、空化的发生存在很大联系。本文利用二维PIV系统对吸水池自由水面进行了定量测量,通过图像处理技术,得到了不同结构进口下自由液面的分布情况。试验结果与采用VOF两相流模型计算的结果进行了对比,数值模拟结果可以模拟收缩结构后的跌水趋势,但与试验观察到的自由水面变化具有较大的差异,这表明VOF模型在模拟具有较大波动的跌水自由液面时还存在不足。 展开更多

关键词 水力机械 水泵吸水池 自由液面 PIV VOF

原文传递

泡漩水数值模拟研究 被引量：1

17

作者 郭延祥 彭凯 《重庆交通学院学报》 2005年第1期121-124,共4页

笔者针对泡漩水所具有的三维性、自由表面、强紊动性的特点,采用三维K-ε模型,引入通度概念处理不规则边界,用VOF法追踪自由表面,并对突嘴深槽组合地形产生的泡漩水流场进行了数值计算,计算结果与实测资料吻合良好.

关键词 泡漩水 三维紊流 数值模拟 K—ε模型

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明渠水流三维数值模型研究

18

作者 韩国其 汪德爟 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1991年第1期126-132,共7页

本文在具有无尺度铅垂坐标的直角坐标系中采用完全的三维雷诺方程组描述明渠中的水流运动,利用二维沿水深平均的连续方程确定自由表面形状。文中给出的隐式求解方法保持了经典SIMPLE算法的全部优点,并具有高的收敛速度。算例表明,计算... 本文在具有无尺度铅垂坐标的直角坐标系中采用完全的三维雷诺方程组描述明渠中的水流运动,利用二维沿水深平均的连续方程确定自由表面形状。文中给出的隐式求解方法保持了经典SIMPLE算法的全部优点,并具有高的收敛速度。算例表明,计算结果与实测值十分一致。 展开更多

关键词 明渠 水流运动 数值模型 三维

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自由液面作用下的驳船稳定性研究

19

作者 孙金伟 范秀涛 +4 位作者 郑珊珊 刘海丰 万晓正 李选群 张继明 《山东科学》 CAS 2012年第6期15-20,共6页

研究了驳船液体舱室中自由液面的分布以及舱容率对船舶浮态和稳性的影响,计算了船舶在风载荷作用下的稳性衡准数,并对船舶破舱稳性进行了分析,分析结果可为驳船实浮拒航提供参考。

关键词 驳船 舱室 自由液面 稳性

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吸水池进口结构对自由液面影响研究

20

作者 张东生 张卫华 +3 位作者 曹广军 傅苏红 李继峰 陈刚 《流体机械》 CSCD 北大核心 2009年第6期49-52,共4页

利用PIV试验和数值模拟两种方法研究了三种进口结构对吸水池自由液面的影响,试验利用PIV系统测量自由液面,数值模拟采用VOF两相流模型,并对两种方法进行了对比,发现数值模拟方法可以模拟自由液面的变化,在细部结构的刻画上需要改进。研... 利用PIV试验和数值模拟两种方法研究了三种进口结构对吸水池自由液面的影响,试验利用PIV系统测量自由液面,数值模拟采用VOF两相流模型,并对两种方法进行了对比,发现数值模拟方法可以模拟自由液面的变化,在细部结构的刻画上需要改进。研究结果表明,三种进口结构收缩段后面的自由液面均发生了跌水现象,不同结构对自由液面的形态和吸水池内的湍流度影响很大,采用扩散锥管可以降低湍流度,台阶增加吸水池的湍流度,提出了在吸水池的进口设计上采用无台阶的扩散型。 展开更多

关键词 水泵吸水池 自由液面 VOF PIV

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