基于SPH方法挑流水舌的数值模拟研究.pdf

《基于SPH方法挑流水舌的数值模拟研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、水利水电技术第48卷2017年第4期基于SPH方法挑流水舌的数值模拟研究张华，瞿晓峰(华北电力大学可再生能源学院，北京102206)摘要：以数值模拟挑流水舌的运动特性为目标，采用光滑粒子动力学方法，根据水气两相流的运动规律，建立掺气水舌的sPH数学模型，根据空气阻力的作用特性和自由表面判据，得到了空气阻力的计算关系式，提出了掺气水舌的SPH数值解法。针对桓仁水电站泄洪雾化，进行了掺气水舌的SPH数学模型实例研究，所得到的光滑粒子运动图像刻画了挑流水舌与空气的相互作用，模拟了挑流水舌的掺气过程，并得到了掺气

2、水舌的厚度和速度随其曲线长度的变化关系。结果表明，桓仁水电站挑流水舌的外缘挑距模拟值为82．2m，原型观测数据为80．2m，计算误差为2．49％。掺气水舌的挑距模拟值与其原观值基本一致，证明了掺气水舌SPH数学模型模拟挑流水舌运动的有效性和可靠性。关键词：挑流水舌；SPH；数值模拟；两相流；挑距doi：10．13928／j．cnki．wTahe．2017．04．015中图分类号：P435文献标识码：A文章编号：1000—0860(2017)04—0082一05SPHmethod-basedstudyonn

3、umericalsimlllationofjetnowZHANGHua，QUXiaofeng(Sch001ofRenewableEnergy，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China)Abstract：BytakingtIlenumericalsimulationonthemotioncharacteristicsofjetnowasthestudyobjective，SPHmatllematicalmodelforaeratedjetno

4、wisestablishedwiththesmoothparticlehydmdyn砌icsmethodinaccordancewiththemotionlaw0fthewater_airtwophasenow，andthentherelationfo瑚ulaofairresistanceisobtainedaccordingtothecharacteristicsofairresist—anceandtllecriterionoffreesurface，thustheSPHnumericalsoluti

5、onofaeratedjetnowisputforward．111ecasestudyonSPHmathematicalmodelofaeratedjetnowiscaIdedoutforthenooddischargeatomizationofHuanrenHydropowerStation；f南mwhichtlleobtainedsmoothparticlemotionimagedepictstheinteractionbetweenairandjetnow，simlllatestheaemtedpm

6、cessoft11ejetnowandgettherelationshipbetweent11ethicknessoftheaemtedjetⅡowandthechangeofthevelocityalongitscunre1en殍haswelLTheresultshowsthatthesimulatedvalueoftheouteredgetrajectorydistanceofthejetflowofHuanrenHydro—powerStationis82．2m，whilethedataf而mthe

7、prototypeobservationis80．2m，thusthecalculationermrisoIlly2．49％．Therefore，thesimulatedvalueofthetrajectorydistanceofthejetnowisbasicaUycoincidedwithtIlatf而mthepmtotypeobserva—tion，bywhichtheeⅡbctivenessandreliability0ftlleSPHmodelforsimulatingtheaemtedjetn

8、owarepmved．Keywords：jetnow；SPH；n啪ericalsimuIation；two—phasenow；trajectorydistance0引言挑流泄洪消能过程中所引起的泄洪雾化，对下游建筑物的运行、交通安全、边坡稳定以及周围环境可能产生不利影响。挑流泄洪雾化有三种情况，它们分别是由于水舌扩散掺气、水舌入水喷溅和水舌空中相收稿日期：2017一01．09基金项目：国家自然科学基金项目(51579100)；