中小型泵站进水前池入水口水力特性数值模拟研究

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1、中图分类号：U．D．C．：工学硕士学位论吝中小型泵站进水前池入水口水力特性数值模拟研究硕士研究生：谢陆林导师：王林锁教授专业：水力学及河流动力学扬州大学二。一四年五月ClassifiedIndeXU．D．C．M．D．DissertationHydraulicCharacteristicsStudyofDiversionCanalWaterEntrancebyNumericalSimulationforMediumandSmallPumpingStationsGraduateStudent：XieLulinSupervisor：ProfessorWangL

2、insuoMajor：HydraulicsandRiverDynamicsYangzhouUniversityMay,2014谢陆林：中小型泵站进水前池入水口水力特性数值模拟研蕉——一』矗I㈣泵站入水口是水体流进泵站的第一道关口，具有稳定水流、保证泵站进水稳定性等作用，尤其对稳定泵站进水池水流和提高泵站运营效率有着非常重要的意义。在泵站进水选择形式上，正向进水无疑是最好的选择方式。但泵站多数建于河道岸边，这就意味着河道水体要经过侧向入水口而进入泵站。所以侧向入水方式在中小型泵站的建造中运用很普遍。本文以大型计算流体力学软件CFX为平台，运用三维紊流数值计

3、算技术，对泵站前池入水口进行全面系统的研究分析，揭示进水前池入水口对入水口附近河道水体及进水池内水力特性的影响，并做优化模型研究。采用RNGJi}一占湍流模型对中小型泵站前池入水口进行三维湍流数值模拟研究，预演入水口的基本模型及基本流态。定性分析前池入水口对入水口附近河道水体及迸水池内水力特性的影响。对比分析不同入水口深宽比及入水口角度等因素对水力特性的影响，重点分析水体流经入水口后在进水池内达到水流平稳的长度与入水口形式的关系。通过前池入水口不同深宽比和不同角度的研究，并且与基本流态特征进行对比，阐述深宽比和角度对入水口附近河道水体和泵站进水前池内水体

4、流动的影响。结合模拟结果中的底层、中层、表层流线图和流速分布图，分析深宽比和角度对入水口水力特性影响的规律及影响进水池水体紊动的长度，总结出前池入水口模型中较为合适的深宽比和最佳角度。结合工程实际，对建于河道较窄及盲肠河道处的入水口进行数值模拟研究，得出其影响泵站进水前池水流波动长度的范围。通过数值计算分析前池入水口对河道影响的结果，针对河道水体回流流进入水口的情况，进行改善入水口形式的水力优化。本文建立八字口形式和喇叭口形式的入水口模型，并模拟、分析其水力特性。结果表明喇叭口形式的入水口形式更有利于水流的稳定。关键词：前池入水口，三维湍流，数值模拟，水

5、力优化ABSTRACTThePumpinletisthefirstlineofmarkforwaterflowintothepumpstation，haveaninfluenceonstablewaterflow,Especiallyforstablepumpingstationintothepoolofwater，Ensurethewatestabilityintothepumpingstation，ect，andhaveveryimportantsignificancetoimprovetheoperationalefficiencyforpumpi

6、ngstation．ThereisnodoubtthatthebestpattemisthefrontinflowofPumpingStationformallpatternsaboutwaterinlet．Butmostofpumpingstationwasbuiltintheriverside，thisismeansthattheriverwateintopumpingstationmustpassesthroughside—inlet．Soisverycommonthatconstructionofmediumandsmallpumpingstat

7、ionsapplyside—inletway．Researchandanalysistheside·inletpumpingstationall—sided，basedonthelargecomputationalfluiddynamicsdoftwareCFX，adoptingwith3Dmumericalsimulationtechnique．Inaccordancewiththestudyindicsteside—inletontheinfluenceofriverwaterandside—inletnearwaterdiversionchanne

8、ls，thentodooptimizationmodelforresearch．