基于能量方程的柏叶口水库三维流场的模拟研究.pdf

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1、224西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechnology(2011)Vo1．27No．2文章编号：1006-4710(2011)02-0224-06基于能量方程的柏叶口水库三维流场的模拟研究王彦芳，冯民权，郑邦民，范世平，王少旋(1．西安理工大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室，陕西西安710048；2．武汉大学水利水电学院，湖北武汉430072)摘要：采用基于能量方程的条带分析方法，对矩形河槽流速进行了模拟，在对模拟结果进行验证之后，将模型应用在拟建柏叶口水库三

2、维流场研究中。通过适体坐标变换生成水库曲线型计算网格，将生成的曲线型网格细化、分层、分条带，最后用基于能量的方程进行一维、二维和三维的流场计算。整个模拟过程易于编程实现，并可通过设置网格的疏密程度，有效控制流场的计算精度。该方法可推广应用于其他水库的流场计算、水库三维温度场和污染物浓度计算。关键词：柏叶1：2水库；数值模拟；元流；适体坐标；流场中图分类号："IV131文献标志码：ANumericalSimulationof3．DFlowFieldintheBaiyekouReservoirBasedonE

3、nergyEquationWANGYanfang，FENGMinquan，ZHENGBangmin，FANShiping，WANGShaoxuan(1．KeyLaboratoryofNorthwestWaterResourcesandEnvironmentalEcologyofEducationMinistry，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China；2．SchoolofWaterResourceandHydropower，WuhanUniversity

4、。Wuhan430072，China)Abstract：rI1}lestripebehanalysismethodbasedonenergyequationisadoptedtosimulatetheflowspeedofrectangularriverchanne1．Afterthesimulatedresultsaretested，themodelisusedtosimulatethe3-DflowfieldofBaiyekoureservoirtobebuilt．rI’Ilereservoircur

5、vedtypecomputationgridisgeneratedviathechangesinaboundary—fittedcoordinate．，I1llegeneratedcurved—typedcanbefined，stratifiedandstriped．Finally，theequationbasedonenergyisusedtoCalTyout1-D，2-Dand3-Dflowfieldcalculation．Thecalculatedflowfieldaccuracycanbeeffe

6、ctivelycontrolledviathesetting—upoftheloosenessandcon—pactnessdegreesofds．Thewholesimulationprocessiseasilyrealizedviaprogrammingandtheaccuracycanbeeffectivelycontrolled．Accordingly，thismethodcanbeextendedintheapplicationofflowfieldcal—culationofotherrese

7、rvoirs，reservoir3-Dtemperaturefieldandpollutantconcentrationcalculations．Keywords：Baiyekoureservoir；numericalsimulation；elementflow；boundary—fitted—coordinate；flowfield水库具有防洪、发电、灌溉，以及给水资源缺乏研究有很大意义。马方凯等基于三维不可压缩流动地区供水等作用，但建成的水库对库区所在地区的的N—S方程建立水流水温模型，应用所建的数学

8、模自然环境也会造成一定的影响，如气候、水质和生物型对三峡近坝区从庙河至坝前水域的三维流场及温种类及分布。因此，针对水库的相关研究有很度场进行了数值模拟。董延超等采用RNGk-6多¨J。在水库三维数值模拟的研究过程中，常常双方程模型对大伙房水库主溢洪道三维流场进行了会涉及到库区流场分布计算，因此对水库流场进行模拟，得到流场分布规律，数值模拟结果与物理实验收稿日期：2010-11-18基金项目：山西省科技攻关计划基金资助项目(20