谢陆林M110801学位论文开题报告

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1、侧向进水泵站进水口水力特性研究报告人：谢陆林申请学位：学术学位所在学院：水利科学与工程学院学科专业：水利学与河流动力学指导老师：王林锁报告时间：2013年4月24学位论文开题报告主要内容:论文选题的理由或意义国内外关于该课题的研究现状及趋势研究目标、研究内容和拟解决的关键问题拟采取的研究方法、研究手段、技术路线、实验方案及可行性分析本题目的创新之处和可预期的创造性成果论文工作量、年度研究计划、可能遇到的困难和问题及相应的解决办法与本题目有关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩已具备的研究条件，尚缺少的研究条件和拟解决的途径论文选题的理由或意义新中国成立以来，我

2、国经济取得了突飞猛进的发展，随着社会的进步和科学的发展，人们对水的需求不断增长，特别是近年来由于国的的政策和在水利方面的大量投资，更使水利事业得到了飞跃式的进步。但我国是一个干旱缺水的国家，人均量低于世界平均量，丰年份枯年份比较突出，河流的泥沙淤积严重。这些特点造成了我国容易发生水旱灾害，水的供需产生矛盾，针对以上问题我国按照自然条件兴修水利工程，以求用水最大化调节，以适应社会主义市场化的要求。水利项目的建设给泵站的设计和运行提出了新的课题，其中泵站进水口水力特性就是其中的一个重要的水力学课题。在兴修水电站，火电站及给排水灌溉中，侧向取水是一种常见的取水方式，

3、由于其有易于操作，设计简单等特点故得到广泛运用。在关于侧向进水口的研究过程中，前人已做了大量的研究试验性工作，但总体来说主要是研究取水口的流态、泥沙运动及分流与分沙等问题较多，关于侧向进水口的长、宽及进水口与河道之间的角与水流之间存的关系的研究还有一些可待解决的问题。泵站取水口的水力特性研究是研究泵站的一个重要部分，按照泵站的设计指导思想和原则进行设计泵站，在保证泵站安全可靠运行前提下，要突出体现设计的经济性、合理性和先进性，最大限度地降低工程造价，节约用地和用电，降低消耗和运行管理成本。不仅如此，泵站进水口的设计是否合理，还涉及到水泵站运行的安全问题，合理的

4、取水口布置，对于提高泵站运行效率，延长泵站使用寿命，保证泵站运行安全以及节约工程造价具有重大作用。取水口的设计作为泵站进水的第一道关口，它的合理性直接关系到之后泵站设计的要求，为使泵站进水口尽可能满足设计要求，所以对取水口的尺寸，形状的和理性都对设计人员提出了新的要求。在这种新的情况下，究竟什么样的取水口设计是最优化的，这所产生一系列问题，就需要通过科学试验来检验论证设计的合理性。目前在河流泵站侧向进水设计中，进水口可能存在下述问题：泵站进水口是连接河流和进水渠之间的重要位置，它的设计关系到进水渠道的尺寸大水和进水渠道内部水流的特征。通常情况下进水口的方向是垂

5、直于河道进行布置，但这种布置是否合理，在实际工程中由于地形，占地等诸多方面的原因为了节省占地减少工程量等实际需要，进水口需要多长的才能达到水流平稳的效果，所以在很多工程中关于进水口的施工没有过到理想的作用。总而言之，进水口布置方式是否合理，直接影响到水泵站的运行，也是研究泵站运行中非常重要的一部分。由于进水口水流流态的复杂与多变性，上述问题的解决在目前还不能完全依靠理论计算或查取规范解决。以往都是通过水力模型试验研究来寻求合理、最优的进水口和流道的设计。本文研究采用数值模拟的方法，对泵站进水口布置的方式进行三维数值模拟研究，尤其针对不利条件下的流道入口布置措施

6、，为实际工程设计和运行管理提供合理可行的参考依据研究泵站进水口水体流动和水力性能的方法主要有理论分析、模型试验和数值模拟等方法。模型试验是目前主要的研究手段,但模型试验研究周期长，成本高。近年来，随着计算机技术的发展和计算流体力学理论的日益完善，水流内部流动的数值模拟正逐步成为设计人员的工具，数值模拟的方法可获得流道内部流场的详细信息，形象直观,能进一步深入研究流动机理。本次研究是以大型计算流体力学软件(Fluent)为平台，运用三维数值模拟技术，进一步深入分析泵站进水口的水力特性。国内外关于该课题的研究现状及趋势随着PIV，LDV，PDA等现代测试技术的出现

7、，利用现代测量手段实现进水流场的可视化成为试验研究发展的方向。随着计算机硬件的发展和数值计算方法的不断改进，流场模拟开始应用于研究水流流动。赵毅山等应用混合有限分析法与交错网格，模拟了污水泵站高位井的平面定常和非定常流场，数值模拟流态与实测数据基本吻合。高秋生率先在国内采用三维κ～ε紊流模型对典型的正向扩散泵站前池进行了数值模拟，成功地解决了既有自由水面又有有压水流的流动计算问题，给出了前池完整的三维空间流场。成立采用三维紊流模型系统研究了侧向进水泵站前池内的弯道水流运动，并提出一种新型组合底坎形式，通过数值模拟技术探讨了底坎二维、三维整流机理。吉庆丰应用水平

8、方向上是正交贴体坐标系、垂直方向上是笛