复杂嵌套网格模型及其在三河闸大修工况泄流流态模拟中的应用
2012-10-12黄章羽马晓忠王玲玲张友明成高峰胡孜军
河海大学学报(自然科学版) 2012年6期
关键词:模型
黄章羽,马晓忠,王玲玲,张友明,成高峰,胡孜军
(1.江苏省水利厅,江苏南京 210029;2.江苏省洪泽湖水利工程管理处,江苏洪泽 223100;3.河海大学水利水电学院,江苏南京 210098;4.中南勘测设计研究院,湖南长沙 410014)
三河闸工程位于洪泽湖的东南角,是入江水道的控制口门,全闸共63扇孔闸门,是江苏省及淮河流域最大的水利枢纽工程。由于闸前进水流道近乎以直角左转,水流呈弯道水流特性,入闸水流条件先天不足,又因上游左岸有快活岭近乎垂直伸入湖区(见图1),显著加大了入闸泓道的曲率,所以三河闸运行近60 a来一直存在泄洪偏流问题,具体表现为河岸及近岸河床的冲刷,同时入闸水流存在明显横向比降。目前,三河闸面临启闭系统更新及土建附属工程实施问题,枢纽拟在非汛期采用半侧开启泄流、半侧关闭更换启闭机的方案,该方案可能会产生更加不利甚至危及枢纽安全的水力现象。因此,研究大修工况三河闸闸址附近区域的水流特性具有重要意义。
地形及边界形状复杂的河道工程水力学问题的数值模拟,可采用非结构网格局部加密的离散方法来提高网格对区域形状的适应性[1-4],但其求解过程收敛速度慢,计算效率相对较低,且难以实现二、三维同步耦合[5]。结构网格具有正交性好、便于嵌套等优点[6],于福江等[7]采用二维疏密嵌套网格模拟了东海风暴潮过程,王玲玲等[8]利用二、三维嵌套技术模拟了三峡导流明渠通航流场。现有嵌套方法均通过边界数据传输,对嵌套区域实行独立数值模拟,小范围内嵌套区域的模拟精度在很大程度上依赖于大范围模型的模拟精度。……
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