钟新铭，马孝义，王文娥，许坤鹏，樊　琨

(西北农林科技大学 水利与建筑工程学院，陕西 杨凌 712100)



弧底梯形渠道无喉道量水槽水力特性的数值模拟

钟新铭，马孝义，王文娥，许坤鹏，樊琨

(西北农林科技大学 水利与建筑工程学院，陕西 杨凌 712100)

[摘要]【目的】 研究弧底梯形渠道无喉道量水渠槽的水力特性，为灌区水资源的科学管理和可持续利用提供参考依据。【方法】 利用Fluent6.3大型计算流体力学软件，基于VOF方法跟踪自由液面，采用RNG k-ε湍流数学模型和PISO算法，对不同收缩比条件下的弧底梯形渠道无喉道量水槽进行三维数值模拟，分析了弧底梯形渠道无喉道量水槽内部流场以及水位流量关系，将模拟结果和实测资料对比验证，同时进一步分析了弗劳德数、临界淹没度等量水槽各项水力性能。【结果】 与传统无喉道量水槽相比，弧底梯形渠道无喉道量水槽具有显著优点：(1)量水槽结构简单，过流顺畅且呈良好的流线型；(2)临界淹没度(S)可达0.89，水头损失小，弗劳德数(Fr)<0.5，满足测流精度要求；(3)量水槽水位流量关系相关性较好，拟合公式测流平均误差小于5%。【结论】 弧底梯形渠道无喉道量水槽结构可为灌区弧底梯形渠道量水提供新的思路和参考依据。

[关键词]弧底梯形渠道；无喉道量水槽；水力特性；数值模拟

随着水资源的开发利用和水费制度的改革，水的计量不仅涉及工农业用水，而且涉及千家万户。依法用水、准确计量、按量收费是我国水资源管理的一项基本制度，发展节水型农业已成为一项基本战略。在农业节水灌溉各项技术的推广应用中，渠道量水是一项基础的、关键性的措施，高效节水和水价制度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[1-2]。……