丁晓唐　徐大雷　朱　峰

(河海大学 土木与交通学院， 南京　210098)



基于FLOW-3D软件的旋流起旋室水力特性数值模拟

丁晓唐徐大雷朱峰

(河海大学 土木与交通学院， 南京210098)

摘要：文章采用FLOW-3D软件，通过RNG k-ε模型和volume of fluid(VOF)方法相结合，实现了竖井水平旋流泄洪洞水力特性的三维水流流场数值模拟；对开敞式进水口轴线与旋流洞轴线交角不同时起旋室的压强分布、旋流角和紊动能等水力特性进行了对比分析研究，数值模拟能够客观地反映起旋室旋流的流场特性，成果可为旋流溢洪道的研究应用提供参考．

关键词：VOF方法；k-ε紊流模型；水平旋流；紊动能；三维数值模拟

图1　竖井溢洪道结构体型

竖井溢洪道由进水口、竖井、起旋室及旋流洞等组成，竖井溢洪道结构体型如图1所示．水流从进水口进入竖井，竖井段设置的折坎使水流在下泄的过程中卷入大量的空气，使得竖井段的含气量增加，可以有效减少水流对竖井壁的空蚀，有利于保护建筑物结构，并且可以改善水流流态，减少由于水流紊动造成竖井的振动，减少了由于振动对结构造成损害．对于旋流的研究主要是通过水工模型试验[1-3]，但试验模型通过存在一定的缩尺效应，且无法直接量测内部流动参数；随着对于紊流模型研究的不断深入，数值模拟[4-7]逐渐成为研究竖井水平旋流的新技术．本文通过FLOW-3D软件，分别建立进水口轴线与旋流洞轴线交角分别为0°、45°和90°时的水平旋流消能溢洪道三维模型，计算了不同交角……