应用fluent软件进行堰式溢流井的三维模拟计算

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1、同济大学硕士学位论文应用Fluent软件进行堰式溢流井的三维模拟计算姓名：雷景峰申请学位级别：硕士专业：土木工程指导教师：刘遂庆20050301摘要摘要近二十年来，随着计算机软硬件技术的迅速发展，基于计算流体力学的数值模拟技术，以其显著的优势在各个领域中得到了越来越广泛的应用。适应于我国城市基础设施建设蓬勃发展和工程实践的客观要求，本文围绕合流排水系统雨水溢流井的三维数值模拟方法和应用技术进行研究，并进行了溢流并稳态运行工况水力水质模拟计算。雨水溢流井是截流式合流制排水系统的重要组成部分，也是城市河道水体污染的重要污染源，目前国内在溢流井三维模型数值计

2、算程序开发、模型输入与输出表达、模型可视化研究等方面的文献较少。计算流体动力学(CFD)软件是专门用于进行流场分析、计算和预测的软件。运用CFD软件，可以分析并且模拟显示发生在流场中的现象，在比较短的时间内，通过改变各种参数，达到最佳设计效果。本文利用通用CFD软件Fluent，对溢流井模拟方法进行了研究，主要内容包括:1、进行溢流井三维水动力学模型原理的研究，建立校核溢流井设计方案的模拟计算方法。2、选取最常用的溢流堰式雨水溢流井作为计算模型，针对合流管道设计流量和截流管道设计流量两种设计工况，分别模拟正堰(transverseweir)、侧堰(si

3、deweir)和斜堰(obliqueweir)溢流井的三维流场分布，并分析设计参数对模拟结果的影响。3、基于水力模拟的结果，使用混合模型和欧拉模型进行悬浮颗粒污染物随水流运动的固液两相流模拟，并进行了比较和分析。4、采用可视化技术表达三维模拟计算结果，直观显示三维流场的各种内部信息。本研究涉及三维水动力学模型、数值计算、网格生成技术、紊流模型、多相模型等方面内容，为开展溢流井三维水动力学模型的研究与应用进行了有益的探索。关键词:溢流井，计算流体动力学，紊流模型，网格生成，Fluent摘要ABSTRACTWiththedevelopmentofcompu

4、tationaltechnology,numericalsimulationtechnology,whichisbasedonComputationalFluidDynamics(CFD),hasbeenplayingamoreandmoreimportantroleinmanyfieldsbyitsuniquemeritsandpromisingprospectinthepasttwodecades.Underthebackgroundofengineeringpractice,thisthesisfocusesonthethree-dimensio

5、nalnumericalsimulationtechnologyforCombinedSewerOverflowChambers.The卜drodynamicandwaterqualityresearchonthesteadystatemodelingofCombinedSewerOverflowChambersarepresented.CombinedSewerOverflow(CSO)chambersaretheintegralcomponentsofmostcombinedsewersystemsandareregardedasthesignif

6、icantsourceofurbanwatercoursepollution.NowadaysthereisstilllackofOverflowChambermodelsinourowncountryonthree-dimensionalnumericalcomputationcodesdevelopment,modelinputandoutput,modelvisualization.Fluent,akindoffamousgeneralCFDsoftware,isusedtomodelCombinedSewerOverflowChambers.I

7、nthispaper,theresearchworkismainlyfocusedonthefollowingaspects:1.Studyonthree-dimensionalhydrodynamicmodelmechanismandsimulationmethodtocalibratethedesignofCombinedSewerOverflowChambers.2.Thewidelyusedoverflowweirchambersaretransformedtothecomputationalmodels,andthethree-dimensi

8、onalnumericalsimulationofdiferentkindsofoverflo