低齿墩水力特性的三维数值模拟
增大掺气设施的通气量及保护长度是水利工程需要解决的问题之一。本文以齿墩与消力池联合运用的试验为基础，对墩高比在0～0.5的齿墩与消力池联合应用的流场和压强场进行了RNG K-ε型三维紊流数值模拟，自由表面用VOF法追踪，整个模型用Solid Edge三维实体建模，ICEM网格划分。
研究内容主要是佛劳德数在4.5～7.71、墩高比0～0.5、收缩比0～0.47之间的近90个工况的流场和压强场。论文将空腔长度及冲击点压强与相应的模型实测值进行了详细对比，两者吻合很好，说明计算模型和计算结果可靠。
数值模拟给出了纵剖面、横剖面的流态和流速矢量图，以及水槽底板的压强分布图，从中得出了齿墩水力特性随佛劳德数、墩高比、收缩比的变化规律。
研究表明，低齿墩是一种性能优越的掺气减蚀设施，其掺气性能好，保护长度长，水舌冲击点压力小，其水力性能显著大于跌坎。合适的齿墩体型不会过分抬高水面，引起不良流态，并有很好掺气效果，能有效减少空蚀破坏。
低齿墩;三维数值模拟;RNGK-ε紊流模型;水力特性
西安理工大学
硕士
水力学及河流动力学
孙建
2011
中文
TV131.34;TV653
104
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）