弧底梯形渠道无喉道量水槽水力性能影响因素研究
2016-03-23杨珮珮马孝义钟新铭西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100
中国农村水利水电 2016年3期
杨珮珮,马孝义,钟新铭(西北农林科技大学 水利与建筑工程学院,陕西 杨凌 712100)
在农业生产过程中,实施科学的水资源管理必须依赖于对水位流量数据的精准计量,灌区量水正是提供这些资料的有效手段。高效农业的发展以及水价制度的改革,迫切需要一种结构简单、设计合理、精度高的渠道量水设施。无喉道量水槽由于没有喉道,上游壅水小,不易淤积堵塞,且在淹没出流的情况下,上游水面波动小,量水精度较高,在生产实践中得到广泛应用[1]。
目前,无喉道量水槽的研究主要局限于矩形渠道无喉道量水槽[2]和U形渠道抛物线形无喉道量水槽[3,4],针对弧底梯形渠道还缺乏相应的量水设施研究。弧底梯形渠道不仅基本具备水力最佳断面,水流条件好,断面曲线平滑,更适应北方寒冷地区因渠底土体高含水量所产生的冻胀变形及冻害破坏,在北方灌区和输水工程中得到广泛应用[5]。随着计算机技术的迅速发展以及计算方法的优化改进,利用计算流体动力学(CFD)对物理模型进行数值模拟被越来越多的采用[6]。朱亚磊等[7]采用RNGk-ε湍流模型对平坦V形量水堰进行数值模拟,得到不同条件下相应的流场,结果表明数值模拟方法能够准确模拟明渠三维水流特性。吉庆丰,袁晓渊等[8]采用RNGk-ε湍流模型及VOF方法处理自由水面,数值模拟了梯形渠道圆柱形量水槽三维水流运动,通过对多个流量情况的计算,获得了驻点水深、水面位置、三维水流流态等量水槽水力特性。……
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