弧腳梯形渠道無喉道量水槽數值模擬研究.pdf

1、隨著我國市場經濟的不斷發(fā)展及水資源的日益緊張，合理利用水資源、提高水的利用率成為當前迫切需要解決的問題。灌區(qū)節(jié)水作為提高水資源利用率、推進節(jié)水的重要手段，研究與灌區(qū)渠道相配套的量水設施具有重要意義。本文以弧腳梯形渠道無喉道量水槽為研究對象，通過Auto CAD建立三維模型圖，基于Fluent6.3大型流體計算軟件，采用RNG k-ε湍流模型和VOF方法，對弧腳梯形渠道無喉道量水槽在不同工況下的水流運動進行綜合仿真試驗研究。以期建立統(tǒng)一的

2、流量公式，為量水槽設計選型及優(yōu)化提供依據。文章的主要研究內容及結論有:
　　(1)根據已知的渠道相關數據，基于臨界流理論和水力學相關知識，設計量水槽及試驗方案，建立弧腳梯形渠道無喉道量水槽三維模型，為后期數值模擬奠定基礎。通過對試驗方案中所選渠道在不同底坡和收縮比條件下模擬流量和渠道流量的水量平衡誤差進行比較分析，證明了所建立模型與相應參數具有較高可靠性。
　　(2)研究不同底坡和收縮比下渠道流量—水位關系表明，渠道底坡i和

3、底坡ε對形成統(tǒng)一水位流量—關系曲線影響較大。同一渠道，隨著喉寬和收縮比的減小，可以在較大底坡范圍內形成統(tǒng)一穩(wěn)定的水位—流量關系，最大底坡可取i=1/2800。
　　(3)研究不同工況下的上游壅水高度、上游傅汝德數和水頭損失的變化規(guī)律，可知收縮比的對于各水力特性的影響明顯大于底坡變化。因此，在選擇底坡和收縮比難以同時滿足灌區(qū)對量水設施要求時，應優(yōu)先考慮收縮比的取值，以盡可能降低水頭損失和渠道壅水高度，減小水量平衡誤差。
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