船闸输水过程三维水力特性动态仿真研究.pdf

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1、A辑第28卷第5期水动力学研究与进展Vo1．28，No．52013年9月CHINESEJOURNALOFHYDRoDYNAMICSSept．，2013DOh10．3969~．issnl000—4874．2013．05．008船闸输水过程三维水力特性动态仿真研究水陈明，梁应辰2，宣国祥，陈明栋(1．重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室，重庆400074，Email：chenmingjy@126．com；2．中华人民共和国交通运输部，北京100736；3．南京水利科学研究院，南京210029)摘要：输水过程是船闸运行的关键环

2、节，而要保证船闸是否工作主要依赖于输水系统设计性能的好坏，其核心在于输水系统水动力学的研究。该文针对带格栅消能室的集中输水系统，通过建立整体输水系统数学模型，采用RNGk．双方程紊流模型，对输水阀门的开启过程运用动网格技术，结合自由水面处理技术的VOF法，对船闸充水过程的正常运行工况进行了三维水力特性动态仿真研究，并分析了闸室三维流速场及消能格栅孔的流量分布。同时，提出了闸室横断面流速分布均匀度计算公式。根据试验观测的闸室水位、输水流量和流速过程线与物理模型实测数据对比，结果表明两者吻合较好，从而说明利用该方法进行船闸输水过

3、程非恒定流三维数值模拟，不仅可作为物理模型试验的有力补充，且可为船闸输水系统设计提供可靠的科学依据，是船闸水动力学研究的有效途径。关键词：船闸；输水系统：水动力特性；数值模拟；动网格中圈分类号：U641．1文献标识码：ANumericalsimulationfordynamiccharacteristicsof3DflowduringshiplockfillingprocessCHENMing，LIANGYingchen2，XUANGuo—xiang，CHENMing—dong(1．KeyLaboratoryofHydrau

4、licandWaterwayEngineeringoftheMinistryofEducation，ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074，China；2．MinistryofTransportofthePeople’SRepublicofChina，Beijing100736，China；3NanjingHydraulicResearchInstitute，Nanjing210029，China)Abstract：Theshiplockfillingandemptyingpr

5、ocessisthekeytache．Ensuringthenormaloperationofshiplockmainlydependsonfillingandemptyingsystemdesignanditscoreliesinstudyingonhydrodynamicsoffillingandemptyingsystem．UsingRNGk—Emodelforturbulenceflow,basedonVOFmethod，thenumericalsimulationfordynamiccharacteristicso

6、f3D收稿日期：2013．叭．21(2013．05．08修改稿)基金项目：交通运输部科技项目(2011329746230)~1重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室暨国家内河航道整治工程技术研究中心开放基金(SLK2011A01)作者简介：陈明(1983一)，男，江西九江人，博士研究生．Received：January21，2013(RevisedMay8，2013)Projectsupportedbyfoundations：SupportedbytheDepartmentofTransportationTechnolog

7、yProjects(2011329746230)andtheOpenFundofChongqingJiaotongUniversityHydroEngineeringKeyLaboratoryoftheMinistryofEducationandNationalInlandWaterwayRegulationEngineeringTechnologyResearchCenter(SLK2011A01)Biography：CHENMing(1983-)，Male，Ph．D．Candidate．，560水动力学研究与进展A辑20

8、13年第5期flowinawholeconcentratedfillingandemptyingsystemwithenergydissipationroomandgratingholesunderthenormaloperationconditionwereconductedbyusin