固定边界水流流场数值模拟应用技术研究背景及应用前景综述

物理对象数值模拟以其限制条件小、建模周期短、建模成本低、计算精度高等优点广泛适用于目前各高校的科研领域,在未来也必将成为科研发展的主流趋势。在此背景条件下,以固壁边界水流流场作为分析研究对象,详细介绍了数值模拟技术的应用技术背景及应用前景,结论可为该技术的研究发展提供一定的参考。     

基于监测和模拟的简单式绿色屋顶径流系数取值范围分析

简单式绿色屋顶具有多种环境和社会效益,对雨水径流有一定的调控效果.针对当前相关标准规范未对绿色屋顶径流系数取值范围做详细分类和计算说明的问题,提出基于监测和模拟的简单式绿色屋顶径流系数取值范围分析方法.为提高绿色屋顶径流系数取值的准确性,基于降雨和径流监测数据分析了简单式绿色屋顶试验装置场次降雨条件下的产流情况和径流系...     

不同臭氧接触池性能的CFD模拟

利用计算流体力学(CFD)技术,通过对不同结构臭氧接触池流场的模拟和累积停留时间的计算,分析研究了不同结构臭氧接触池的性能。结果表明:接触池内存在明显的回流现象和短流现象,当在接触池内增加挡板后回流区域和短流现象都有减弱。尽管有竖直挡板时和没有竖直挡板时臭氧接触池的流场不同,但是它们的停留时间分布差别较小,这说明停留时间分布不只是受到流场的单一影响。但是在水平方向增加挡板后,对停留时间分布产生很大影响:停留时间的分布范围变小,T10值得到明显提高。     

导流墙对闸后三元水流特性的影响

为避免或减轻多孔水闸少数孔开启时产生的突扩式三元水跃及次生二次水跃对闸后防冲设施及河道的冲刷破坏,针对平板闸门单孔开启和连续3孔开启情况,在消力池中分别设置4种不同长度导流墙,通过物理模型试验和三维数值模拟研究了相应水跃特性及流速、流态特征。模型比尺采用1:100,数值模拟采用RNG k-ε紊流模型和VOF方法。结果表明:在连续3孔闸门开启,闸门开度为1 m的试验条件下,导流墙长度为消力池长度的50%, 60%, 75%和100%时与未加导流墙情况相比,跃后水深分别降低了4.16%, 1.66%, 1.94%和2.22%;二次水跃距离分别缩短了17.14%, 14.29%, 2.86%和1.43%。导流墙长度为消力池长度的50%时跃后水深与二次水跃距离降幅最大,海漫上流速分布更加均匀。试验结果可为闸下消能设计和工程运行管理应用提供借鉴和参考。     

水电工程建设的投资控制

水电建设项目投资的有效控制是项目建设的重要内容,也是项目建设的关键,在项目决策阶段要运用蒙特卡罗模拟等科学方法确定投资控制目标,全过程建设以设计阶段为重点,主动、动态地控制投资,注重技术与经济相结合,重视实施阶段的投资控制,定会取得良好的效果。     

浮泥水域水流挟沙力公式初探

浮泥发育水域水体的含沙量通常变幅较大,无法与水流流速建立良好关系.在分析浮泥水域含沙量时空变化特征及常用挟沙力公式的基础上,提出了以浮泥重度为参数的挟沙力公式.该公式建立了浮泥水域水体含沙量与浮泥床面泥沙条件的关系,使泥沙数学模型中泥沙输运过程的数值模拟结果更加符合实际情况,有助于提高泥沙数值模拟精度.     

周期性自回归模型月径流系列的生成

采用随机项为正态分布和Ｐ－Ⅲ型分布的周期性一阶自回归模型，对后湾水库１９５８～１９８６年２９年实测月径流系列进行模拟，在计算机上生成各３０套长为３０年的月径流系列。经与实测系列统计参数比较，采用正态随机数生成的系列均值与均方差相对误差不大于０．５的分别占９７％、９０％；采用Ｐ－Ⅲ型随机数生成系列的均值和均方差相对误差不大于０．５的分别占到９６％、９７％。因此两种方法生成的随机系列均可满足规划设计阶段的要求，尤其是对多年调节、供水保证率要求高的水库来说，用随机水文学的方法进行研究未来水库的可供水量是非常必要的。     

基于蒙特卡罗法的缓变型防洪风险分析

针对水库大坝服役期的水文、水力不确定性因素及工程结构风险等因素的影响,在时变效应理论的基础上,构建了时变随机变量量化的函数模型,并提出缓变型防洪风险分析模型;同时运用蒙特卡罗法(Monte Carlo method)来求解风险率,进而定量的分析大坝的防洪安全。以池潭水电站为例,利用监测资料序列构建坝前最高水位与坝顶高程的缓变历程的函数关系,结果分析表明:大坝继续使用期内的防洪风险率满足现行规范设防标准,可为大坝的防洪风险评估提供科学依据,亦可将该分析方法拓展至其他服役水利工程的防洪安全评估。     

SRM融雪径流模型在疏勒河流域上游的应用

疏勒河是西北典型的干旱区内陆河流域,其冰雪融水是春季径流补给的重要来源之一。本文结合MODIS积雪产品MOD10A2、DEM数据和气象台站数据,构建了疏勒河流域上游SRM融雪径流模型,模拟结果的拟合优度确定系数Nash-Sutcliffe系数R2=0.834和体积差DV=1.63%。结果表明:该模型能基本上把握疏勒河流域融雪径流的趋势,达到了较好的模拟效果,可用于该流域春季径流的预测,为预防春季融雪型洪水灾害和减轻春季旱情提供了基础。     

NUMERICAL SIMULATION OF THE ENERGY DISSIPATION CHARACTERISTICS IN STILLING BASIN OF MULTI-HORIZONTAL SUBMERGED JETS

3-D numerical simulation was carried out for the water flow in a stilling basin with multi-horizontal submerged jets by using two different turbulence models, namely, the VOF RNG k - ? and Mixture RNG k - ? turbulence models. The calculated water depth, velocity profile and pressure distribution are in good agreement with the data obtained in experiments. It indicates that the numerical simulation can effectively be used to study the water flow movement and the energy dissipation mechanism. The numerical simulation results show that the turbulent kinetic energy distribution obtained by using the Mixture turbulence model covers a region about 18% larger than that calculated by using the VOF turbulence model, and is in better agreement with the actual situation. Furthermore, the Mixture turbulence model is better than the VOF turbulence model in calculating the air entrainment.