基于欧拉固液两相流模型的泵站进水侧流场三维模拟-论文.pdf

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1、2013年1月农业机械学报第44卷第1期doi：10．6041／j．issn．1000-1298．2013．01．010基于欧拉固液两相流模型的泵站进水侧流场三维模拟术周大庆米紫昊茅媛婷(1．河海大学能源与电气学院，南京211100；2．中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，成都610072)摘要：针对泵站过水建筑物中出现大量的泥沙淤积和不良流态，基于欧拉固液两相流模型对大型泵站进水侧流场进行三维CFD数值模拟。数值模拟结果表明，泵站原始的布置方案会引起低速区、漩涡以及回流等不良的进水流态，会导致在泵站前池出现泥沙淤积的现象。为了改善泵站进水流态和减少前池的泥沙淤积，对泵

2、站分水堰形状进行修改并在引渠段加设整流底坎。数值模拟结果显示，通过对泵站原始布置方案的修改，消除了前池内的回流，漩涡的范围也有所减小，泥沙淤积的现象得到了较大的改善，水流中的泥沙体积分数平均减少了13％。关键词：泵站进水侧流场泥沙淤积欧拉两相流模型三维模拟中图分类号：TV675文献标识码：A文章编号：1000—1298(2013)01．0O48—053-DNumericalSimulationofInletStructureFlowinPumpingStationBasedonEulerianSolid-liquidTwo-phaseFlowModelZhouDaqin

3、gMiZihaoMaoYuanting(1．DepartmentofEnergyandElectrical，HohaiUniversity，№njing211100，China2．HydroelectricInvestigationandDesignInstitute，SPC，Chengdu610072，China)Abstract：Sedimentdepositioninthepumpingstationhasahugenegativeimpactonunitoperation．3-DCFDmethodwasusedtosimulatepumpingstationin

4、letstructureflowbasedonEuleriansolid—-liquidtwo-phaseflowmode1．Numericalresultsofpreliminaryschemeshowthatsedimentdepositionoccursintheforebayofpumpingstationbecauseofpoorflowpatterntherein．Inordertoimprovehydraulicconfigurationintheforebay，onemodifiedmeasurewasreconstructingwaterdiversi

5、onweirshape，andanothermeasurewassettingawaterretainingsillintheapproachchanne1．Thesimulationresultsofmodifiedschemeprovethatbackflowintheforebaywaseliminatedandsedimentdepositionregionwasalsoreducedgreatly．Keywords：PumpingstationInletstructureflowSedimentdepositionEuleriantwo—phaseflowmo

6、del3一DSjmu】ati0n对于泵站工程，过去人们主要关注水流的流态，引言更多开展的是单相流数值研究工作“。刘超等采在泵站工程中，进水结构包括引渠、前池过渡用数值模拟的方法研究了泵站侧向进水前池的进水段、进水前池和进水池，泵站进水侧水力特性对水泵流态；刘新阳等针对泵站前池内的流态，通过数值模性能有直接的影响。当泵站进水侧布置不合理时，拟的方法，对泵站进行了修改，为后来的泵站修改研容易导致前池等重要过水建筑内出现低速区、回流究提供了方案选择；Aldama运用数值模拟结合线性以及漩涡等不良流态并引起泥沙淤积。合理的过水规划的方法对泵站进行了优化；PedroAntonio

7、等采建筑物布置方案对保证水泵正常运行有着重要意取数值模拟的方法，通过与实验数据相对比，对具有义特殊结构的Socorridos泵站进行了深入研究。然而，收稿日期：2012—06—20修回日期：2012—09—08国家自然科学基金资助项目(51106042)作者简介：周大庆，副教授，主要从事流体机械及工程研究，E—mail第1期周大庆等：基于欧拉固液两相流模型的泵站进水侧流场三维模拟49随着泥沙淤积问题的出现，人们开始进行水沙两相1，——液相速度流的研究“。高传昌等通过模型试验对防止泵站P——液相的物理密度泥沙淤积的措施进行了研究；唐学林等对