基于CFD的巴歇尔槽进口连接段结构优化与水动力学特性分析
许虎1
吴文勇2
王振华1
乔长录1
王秋良3
1.石河子大学水利建筑工程学院,新疆石河子8320002.石河子大学水利建筑工程学院,新疆石河子832000;中国水利水电科学研究院,北京1000483.深圳市水务规划设计院,广东深圳518000
摘要：[目的]探究巴歇尔槽上游进口连接段最优形式.[方法]采用SolidWorks建模软件对不同进口连接段形式(内接圆弧过渡段、外接圆弧过渡段、直面过渡段、无过渡段)建立物理模型,利用ANSYS18.0软件对模型进行网格划分与数值模拟,运用Tecplot后处理软件,在自由出流情况下,分析不同进口连接段形式对水头损失、水面线、测流误差、流速及压强的变化情况,得出输水效率最高的连接段形式.[结果]采取进口连接段过渡的巴歇尔槽相比无连接段过渡的水流流线更平缓;无连接段过渡的巴歇尔槽局部水头损失最大、内接圆弧过渡段形式巴歇尔槽局部水头损失最小.巴歇尔槽测流精度相对误差随着来流流量的增大而减小;当来流流量为0.01 m3/s时,4种设计方案测流误差分别为:16.3、15.9、15.4、17.7;当来流流量为0.2 m3/s时,4种设计方案测流误差分别为:6、5.9、5.2、5.5.4种设计方案中,直面过渡段形式巴歇尔槽测流精度最高;巴歇尔槽纵剖面速度、压强云图变化梯度明显,流速最大处位于喉道段、静水压强最大处位于上游雍水段.湍动能云图数值最大处位于气相所分布的区域,气相相较于液相具有更强的流动性,分子间的能量交换更加剧烈,内能消耗更大.[结论]测流工作应该在来流流量较大时完成、进口连接段加以衬砌,防止因静水压强导致巴歇尔槽形变而产生测流误差.
关键词：巴歇尔槽进口连接段数值模拟测流精度
分类号：TV131.4(水利工程基础科学)
资助基金：国家重点研发计划(2016YFC0400102)国家重点研发计划(2017YFC0403205)国家自然科学基金(51769030)
论文发表日期：2021-02-28
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 77-83 )
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