- 阶梯式溢洪道的数值模拟研究被引量：4
- 2015年
- 为了充分研究阶梯溢洪道对水流的影响,采用标准k-ε模型模拟紊流,利用VOF法追踪自由水面,分别对某阶梯式溢洪道在设计洪水位和校核洪水位下进行了三维流场数值模拟,并将沿程水面高程、底板压力及断面流速分布的计算结果与模型试验数据进行对比验证,两者吻合良好,数值模拟能够快速提供更加细腻、完整的流场信息。计算发现,最大负压值位于首个台阶立面处,从而为溢洪道的优化设计提供可靠的依据。
- 高梦露刘亚坤孙洪亮高东红
- 关键词：阶梯式溢洪道流场数值模拟VOF
- 三维鱼道水力特性及鱼体行进能力数值模拟研究被引量：10
- 2015年
- 为研究鱼道的水力学特性,本研究采用Fluent商用软件包详细展示了3D鱼道计算流体动力学模型。该模型以三维雷诺平均N-S方程为理论基础,采用群理论重整化的(RNG)k-ε紊流模型闭合方程,配合体积分辨率法(VOF)来描述鱼道流体力学特性。模型结果表明鱼道内部强烈的3D速度场,伴随有涡流、流动分离、漩涡、上升流和下降流等现象,并基于鱼种上溯的爆发游速,计算成年粉红鲑鱼在流场中逆流上溯所受到的阻力与能量损耗,数值计算结果与前人研究成果吻合度较高。能量消耗的定量分析对于鱼道的优化设计、渔业管理都具有很好的借鉴意义。
- 高东红刘亚坤高梦露孙洪亮
- 关键词：紊流模型VOF
- 弧形闸门前旋涡临界淹没水深研究被引量：4
- 2017年
- 该文以某弧形闸门控制的泄洪闸为研究对象,采用比尺为1:20的水工模型试验,对弧形闸门前的旋涡特性及其临界淹没水深进行了研究。试验观测发现,弧形闸门局部开启时,闸门前旋涡总是成对出现的,且环量方向相反。实测吸气旋涡的临界淹没水深数据表明,其不仅与弗劳德数有关,还与进水口的宽高比以及来流收缩比有关。最后该文通过理论分析和数据拟合的方法,建立了避免弧形闸门前形成吸气旋涡的临界淹没水深公式,该公式同时考虑了弗劳德数、闸门开度和来流环量的影响。
- 孙洪亮刘亚坤刘洁洁张鸿煜
- 关键词：旋涡弧形闸门模型试验临界淹没水深环量
- 某水库溢流坝消能型式研究
- 2013年
- 泄水建筑物消能型式的选择通常需要经过模型试验的验证来确定其方案。针对某水库水利枢纽工程泄洪时下游河床冲刷等问题,分别选择异型宽尾墩、差动式挑坎和异型宽尾墩+差动式挑坎等消能方式进行消能研究。通过对比试验中不同研究方案测得的冲刷特征值,推荐采用异型宽尾墩+差动式挑坎联合运用的消能方案。试验结果表明,异型宽尾墩+差动式挑坎这种综合消能方案与原工程设计方案的平尾墩方式相比,可以有效地消杀泄洪水流入水时的能量,从而减轻泄洪水流对下游河床的冲刷,达到保护工程安全运行的目的。
- 张格刘亚坤孙洪亮周乐
- 关键词：水利工程消能模型试验
- 某重力坝泄洪底孔水力特性的数值模拟研究被引量：3
- 2016年
- 为了充分研究泄洪底孔的水力特性,利用FLUENT软件,采用标准k~ε紊流数值模型和体积分数法（VOF）自由表面追踪技术,对某重力坝泄洪底孔全程进行了三维数值模拟研究。数值模拟得到了设计和校核洪水位两种工况下,泄洪底孔的沿程水面线、压力以及流速分布等水力特性。数值模拟结果与模型试验数据对比分析显示,二者吻合较好。研究表明数值模拟在实际工程运用中是可行的。
- 王昊刘亚坤孙洪亮唐聪聪
- 关键词：泄洪底孔VOF数值模拟
- 弧形闸门前漩涡影响因素研究
- 2017年
- 为研究弧形闸门局部开启时引起闸门前发生的吸气漩涡影响因素,取某泄洪闸的其中一孔为研究对象,采用比尺为1∶20的水工模型进行了相关试验研究和理论分析。研究结果表明,闸前吸气漩涡的产生与闸前水深、闸门开度、来流环量以及表面张力和黏性力有关。通过试验观测和理论分析得到,闸前漩涡存在上、下两个临界淹没水深。当闸前水深在临界淹没水深上下限之间时有吸气漩涡发生。弧形闸门局部开启时,开度越大,闸门进水口的宽高比越小,吸气漩涡越强;来流的边界条件引进的环量作用越明显,漩涡越强;当雷诺数Re≥4.4×10~4,韦伯数We≥(104~208)时,可以忽略黏性力和表面张力对试验的影响。最后,通过理论分析建立了只考虑闸门进水口的宽高比和环量数的临界淹没水深公式。
- 张鸿煜刘亚坤孙洪亮
- 关键词：弧形闸门
- 弧形闸门前漩涡特性研究被引量：5
- 2017年
- 吸气漩涡是水利工程中进水口前常见的水力学问题,模型试验是研究进水口前漩涡特性的常用方法。目前关于漩涡特性的研究主要集中在淹没水深较大、进水口结构不变的泄洪洞以及电站进水口等,而对于弧形闸门局部开启时闸前漩涡特性的研究较少。为了研究弧形闸门前漩涡的水力特性以及黏性力和表面张力对弧形闸门前漩涡的影响,以某泄洪闸弧形闸门为研究对象,采用2个不同比尺的模型试验及理论分析方法,对弧形闸门局部开启时闸前吸气漩涡的水力特性进行了研究。结果表明,闸前漩涡是行进水流横向和纵向突然收缩共同作用的结果。弧形闸门前水面紊动较大,所以闸前漩涡频率较高,持续时间较短,闸门开度越大,闸前吸气漩涡越强。若按照弗劳德数准则设计模型试验,当来流雷诺数和韦伯数大于某一临界值时,可以忽略黏性力和表面张力影响。
- 孙洪亮刘亚坤张鸿煜刘洁洁
- 关键词：弧形闸门漩涡模型试验雷诺数
- 弧形闸门前消涡隔栅试验研究被引量：3
- 2017年
- 闸前漩涡是水利工程中常见水流现象,本文通过模型试验和理论分析的方法,采用竖向布置的消涡隔栅对弧形闸门前的漩涡进行了消涡研究。共设计了三种布置方案,分别在闸门迎水面上竖向设置一对、两对和三对消涡隔栅,研究不同开度下,消涡隔栅布置位置、隔栅宽度及隔栅数量对消涡效果的影响。研究表明,竖向布置的消涡隔栅限制了漩涡的旋转回流空间,使漩涡因"伸展不开"而湮灭于水面或缩小为半径较小的漩涡,从而使吸气漩涡区减小,达到消涡目的;三种布置方案中,采用两对消涡隔栅时消涡效果最好;隔栅布置位置和隔栅宽度对消涡效果的影响较大,消涡隔栅布置的最佳位置与闸门宽度有关,消涡隔栅的宽度越大消涡效果越好,但是消涡隔栅宽度的确定还需考虑闸门开度以及实际工程运行工况。本文的研究成果能够为实际工程中泄洪闸门前的漩涡消除提供借鉴。
- 刘洁洁孙洪亮刘亚坤
- 关键词：模型试验弧形闸门
- 水库正堰与侧堰联合泄流的三维数值模拟被引量：1
- 2014年
- 结合某水库泄流水工模型试验研究成果,采用CFD软件对正堰与侧堰联合方式泄流进行数值模拟。对实际工程泄流流态、水位、流速等的模拟研究与物理模型试验结果进行对比,拟合较好。对不同侧堰堰顶高程的模拟分析表明,侧堰泄流对正堰泄流有影响。研究结果表明:当侧堰堰顶高程较低时,侧槽出口形成的冲击波较强。此研究成果可为实际工程提供参考。
- 李浩田刘亚坤孙洪亮
- 关键词：侧堰模型试验CFD冲击波
- 进水口自由表面漩涡特性研究被引量：14
- 2016年
- 本文通过室内水槽试验,形成一个自由表面立轴漩涡,并采用对流场无干扰的二维粒子图像测速技术(PIV)对自由表面漩涡的流速场进行了测量,获得了立轴漩涡的切向速度分布、环量分布及水面线数据。另外在试验数据的基础上,通过理论分析建立了描述漩涡水力特性的数学模型,包括切向速度以及漩涡水面线的分布方程。经过与前人的数学模型对比显示,本文提出的模型与试验结果拟合更好,切向速度最大值为in m0.716Γ2πr与试验数据相符,另外公式的变化趋势与实测数据相同且光滑连续。本文的研究结果可以为解决实际工程中的漩涡问题,以及更深入的研究提供数据和理论依据。
- 孙洪亮刘亚坤
- 关键词：工程水力学水面线
