高水头船闸阀门段体型优化三维数值模拟

《高水头船闸阀门段体型优化三维数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第30卷第2期水利水电科技进展2010年4月Vo1．30No．2AdvancesinScienceandIhnolo~ofWaterResourcesApt．2010DOI：10．3880／j．issn．1006—7647．2010．02．003高水头船闸阀门段体型优化三维数值模拟杨忠超，杨斌，陈明栋，胡雪梅(重庆交通大学内河航道整治技术交通行业重点实验室，重庆400074)摘要：采用动网格技术和VOF方法对阀门开启过程进行非恒定流三维紊流数值模拟，分析阀门段水流急变分离的流态、流速、压力等水力特性参数的时空演化规律，分析出现空蚀危险的区域和时刻。针对阀门后突扩体项板和升坎凸弧处出现的较低负压

2、问题，提出8种体型方案，并分析体型参数对流速、流态、压强分布的影响，遴选出最佳体型。分析结果表明，方案3的顶板压强最大，方案8的升坎凸弧处压强最大。关键词：高水头船闸；阀门；紊流数值模拟；动网格；空蚀；体型优化中图分类号：U641．33文献标识码：A文章编号：1006—7647(2010)02—0010—04Threedimensionalnumericalsimulationoffigureoptimizationofvalvesofhi【ghheadIoeks／／YANGZhong-chao，YANGBin，CHENMing-dong，HUXue—mei(LaboratoryInlandW

3、aten,ayRegulationEItgineeringofMinistryofCommunications，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China)Abstract：ThedynamicmeshtechnologyandtheVOFmethodwel"eemph}yedtoconduct3Dnumericalsimulationofunsteadyflowsfortheopeningproce~ofvalvesofhi【ghheadlocks．ThespatiMandtemporalevolutionrulesofhydrauli

4、cparameterssuchasflowpattem．flowvelocityandpressurewereanalyzed．eregionandtimewiththeoccurrenceofcavitationerosionwerediscovered．Asforthelownegativepressureproblemontheceilingantitheendofrisestep．8design~he／llesforthe,figureoptimizationweFeplDiTheefectofthefigurepa／'ametersOntheflowvelocity，flowpatt

5、ernandpressuredistributionwereanalyzed．Accordingly，theoptimizationfigurewasselected．TheresultsshowthatthepressureontheceilingisthelargestforthethirddesignschemeandthepressureOftheendofrisestepisthelargestfortheeighthdesignscheme．Keywords：highheadlock；valve；numericalsimulationoftud)ulentflows；dynamic

6、mesh；cavitationerosion；shape-typeoptimization由近年国内、外船闸建设状况可知，越来越大的具有优化体型方便、节约财力、节省时间、不存在比船闸规模及越来越高的水头是现代船闸的发展趋尺效应等优点，是物理模型试验研究的有力补充手势。船闸输水阀门每天频繁操作，工作条件复杂，在段。王玲玲等【引、戴会超等[61、马峥等[]采用．e双非恒定高速水流作用下，极易在阀门段、分流口等部方程模型对三峡船闸充水系统阀门段进行二维数值位形成空化，严重时可能导致阀门及输水廊道空蚀模拟；王智娟等采用三维数学模型在阀门开度破坏，威胁建筑物及通航安全，因此，输水系统阀门=0．4时对银盘

7、船闸阀门段体型进行优化。这些段的空化问题是高水头船闸设计的关键技术难研究成果加深r对阀门水力学的理解，为高水头船题_l。乌江银盘枢纽船闸设计最高通航水头达闸阀门设计提供了科学依据。36．46ITI，为目前国内已建和在建船闸中最高的水在整体埋深及廊道尺寸受限的情况下，通过局头，是世界排名第3的单级船闸。在物理模拟试验部体型修改来优化其压力条件是解决空化空蚀问题和数值计算中，阀门段空腔内均出现负压，尤