某拦河闸式渠首闸门调度及运行方式的数值模拟研究

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1、分类号３Ｉ学校代码：１０７５８ｉＴＶ１１２３８０２００的密级：：公开学号糸ｆ乂乐硕±学位论文某栏河阐式渠首阐ｎ调度及运行方式的数值模拟硏究．一，ｉ＇：．ＩＨｅａｄｗｏｒｋｓＩｎｔａｋｅｌａｅＤｉｖｅｒｓｉｏｎＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕ村ｏｎｏｆＡＢａｒｒａｇＭＧａ化ＳｃｈｅｄｕｌｉｎａｎｄＯｅｒａｔｉｎｇＭｏｄｅＴ＼ｇｐ研究生姓名李天朦导师姓名及职称赵涛副教授二转：合－作导师姓葦及职称．汽巧学位口类级别工学硕壬重零束Ｉ专业名

2、称水力学及河流动力学；議心！研究方向计算水力学．胃所在学院水利与上木工程学除＇、Ｎ＇一：，Ｘ；诚軒谭，謂’碟訪＇、？公．＾．：飞：新疆乌鲁木齐ｉ蘇；苗ｆ‘；－二。－五年六月：．心作艇．＇每兴‘芽．乂？－户ｆ．ｙ／汝呼７冲ｒｎ巧护：—－：＇：—ｒ．辦ｖｒ＼寺＾敬独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的硏究工作及取得。尽我所知的研究成果，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得

3、新疆农业大一学或其他教育单位的学位或证书而使用过的材料。工作与我同的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。／／名：夫时：年硏究生签间月日４关于学位论文使用授权的说明、目，本人完全了解新疆农业大学有关保Ｐ：留使用学位论文的规定新疆农业大学有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文，可＾＾印、，档＾采用影缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文允许论文被蒼。容编阅和借阅本人授权新疆农业大学将学位论文的全部或部分内入有关数据库进行检索，可公布（包括刊登）论文的全部或部分

4、容。内保密的学位论文在解密后应遵守此协议（）心《研究生签名：文时间：月年日《导师签名：间：年月时曰／／＾衣／如哦某拦河闸式渠首闸门调度及运行方式的数值模拟研究摘要拦河闸式引水渠首以河道来水、来沙规律为依据，通过控制闸门的方式，主动灵活的控制枢纽运行，达到有利的泄洪、冲沙及引水效果。目前研究渠首工程运行方式的方法大多数为物理模拟试验方法，对闸门调度的数值模拟研究主要以输水渠道为对象，研究不同闸门调度下的水力响应过程，其中比较典型的数学模型是以圣·维南方程组作为渠道运行的控制方程，采用Preismann四点差分隐格式对方程

5、组进行离散化处理，并用追赶法进行迭代求解，并对其闸门附近水位下降速率、波动的传播时间、水流波动幅度大小和影响范围进行分析。数值模拟方法在研究渠首工程闸门调度及运行方式方面的应用，比较典型的是应用VOF模型，结合k-ε紊流模型和分段线形方式构造界面的方法，模拟大型水工建筑物内的水流流动。本文在物理模型试验的基础之上对新疆某渠首工程的闸门调度及运行方式进行数值模拟分析，并对照物理模型试验结果，主要得到以下结论：（1）采用k-ε和RNGk-ε计算模型计算出的结果均可收敛，并且计算结果与实验结果能够较好地吻合，说明两种计算模型均可用来模拟该渠首

6、工程的闸门调度及运行方式，但从左、右岸水边线和时间两方面考虑，k-ε消耗的CPU时间比RNGk-ε计算模型少10%~15%，并且k-ε比RNGk-ε计算模型模拟的水边线结果可以更好的与物理模型所得结果相拟合，故k-ε优于RNGk-ε计算模型。（2）采用k-ε计算模型，以VOF方法追踪自由流体表面，模拟不同工况下的渠首运行方式，分析相应的进、出口流量、水边线及各典型断面的流速，得出的计算结果与实验结果基本吻合，说明三维数值模拟的方法在保证较好的模拟渠首运行方式的同时，也弥补了物理试验费时费力，难于了解流场内部特性的不足之处，可用于该渠首工

7、程及类似工程的闸门调度及运行方式研究。（3）根据河道来水规律，优化不同工况下的渠首运行方式，模拟得出的结果均可达到泄洪、引水要求。关键字：渠首；闸门调度；非恒定流；数值模拟INumericalSimulationofABarrageDiversionHeadworksIntakeGateSchedulingandOperatingModeAbstractBarragediversionheadworksaccordingtotherunwayrulesofwaterandsediment,bycontrollinggatecontrol

8、thejunctionoperationactivelyandflexibly,achievesfavorableflood-discharge,sand-washingandwaterdiversione