基于VOF法的长距离无压引水隧洞充水过程模拟 被引量：7

1

作者 于跃 王晨晨 +2 位作者 安娟 李涛 段琦琦 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2009年第4期36-40,共5页

结合长距离无压引水隧洞充水过程,建立了水气两相流耦合VOF(Volume of Fluid)法的k-ε紊流模型,近壁面采用考虑糙率影响的壁面函数,结合实际工程对长距离无压引水隧洞水气两相流进行了模拟。模拟结果表明:隧洞内水位随充水时间的增加逐... 结合长距离无压引水隧洞充水过程,建立了水气两相流耦合VOF(Volume of Fluid)法的k-ε紊流模型,近壁面采用考虑糙率影响的壁面函数,结合实际工程对长距离无压引水隧洞水气两相流进行了模拟。模拟结果表明:隧洞内水位随充水时间的增加逐渐上升并趋于稳定;对隧洞充水过程中沿程典型断面的水气两相流进行了动态分析,结果表明进口流量为65 m3/s时水流能顺利通过隧洞;对某水库放水兼放空洞水深实测数据进行了验证对比,模拟结果与实验结果基本吻合。 展开更多

关键词 长距离无压引水隧洞 水气两相流 VOF法 K-Ε紊流模型 充水过程

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考虑隧洞充水过程的衬砌裂缝宽度计算 被引量：7

2

作者 彭守拙 钟建文 谷兆祺 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2010年第4期67-70,75,共5页

分析压力隧洞实际充水过程中的衬砌工作性态,给出稳定渗流状态下的裂缝宽度方程以及考虑充水过程的衬砌裂缝宽度计算方法,以此大体反映钢筋应力(sσ)和裂缝宽度(2a)的发展史,认为其最大值与充水过程有关,其长期稳定值与过程无关。实例... 分析压力隧洞实际充水过程中的衬砌工作性态,给出稳定渗流状态下的裂缝宽度方程以及考虑充水过程的衬砌裂缝宽度计算方法,以此大体反映钢筋应力(sσ)和裂缝宽度(2a)的发展史,认为其最大值与充水过程有关,其长期稳定值与过程无关。实例计算表明:稳定渗流、衬砌、围岩分开工作状态下的最大钢筋应力σs′及2a值与不透水衬砌常用公式的计算值相比差别很大,而两者联合工作时差别不大。 展开更多

关键词 水工压力隧洞 充水过程 钢筋混凝土衬砌 隧洞渗流 裂缝宽度

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长距离有压输水管道充水过程的研究 被引量：8

3

作者 曹命凯 郑源 +1 位作者 严继松 舒依娜 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2009年第12期54-57,62,共5页

为研究长距离有压管道充水过程并保证其运行中的安全,针对长距离有压管道的特点,对其充水过程,采取分段处理、依次充水的策略。对于每一段管道,闸门处采用宽顶堰型闸孔出流形式,结合空气阀的排气性质,运用气体状态方程,按小流量充水原... 为研究长距离有压管道充水过程并保证其运行中的安全,针对长距离有压管道的特点,对其充水过程,采取分段处理、依次充水的策略。对于每一段管道,闸门处采用宽顶堰型闸孔出流形式,结合空气阀的排气性质,运用气体状态方程,按小流量充水原则建立数学模型。在不同充水流量和不同空气阀间距下,计算管道内各特征点气体压强变化。计算表明充水流量越大,空气阀间距越长,特征点的气体压强越大,管道越危险。计算结果可为长距离输水管道充水过程的安全评估提供科学依据。 展开更多

关键词 长距离 有压管道 充水过程 闸孔出流 气体状态方程

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三个泉倒虹吸充水过程水力特性的数值模拟 被引量：4

4

作者 李娟 牧振伟 +1 位作者 祁世磊 李新 《水电能源科学》 北大核心 2014年第6期86-89,76,共5页

为保证三个泉倒虹吸安全可靠地运行,采用计算流体力学软件FLUENT模拟研究其充水过程中的水力特性。对充水流量10、14m3/s两种工况不同时刻的水气二相分布采用VOF法进行捕捉,采用有限体积法分析计算速度分布及压强等。结果表明,两种工况... 为保证三个泉倒虹吸安全可靠地运行,采用计算流体力学软件FLUENT模拟研究其充水过程中的水力特性。对充水流量10、14m3/s两种工况不同时刻的水气二相分布采用VOF法进行捕捉,采用有限体积法分析计算速度分布及压强等。结果表明,两种工况均需要调节下游闸门以确保倒虹吸在正常水位下运行,且充水流量为14m3/s时还需保证空气能被排气阀完全排出,因此三个泉倒虹吸充水采用较小流量(Q≤10m3/s)并控制下游闸门,可保证其安全运行。 展开更多

关键词 倒虹吸 充水过程 数值模拟 水力特性

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倒虹吸充水过程水气两相流数值模拟研究 被引量：4

5

作者 苏海涛 史德亮 +2 位作者 杨青远 严伟 程子兵 《人民长江》 北大核心 2021年第S02期220-227,共8页

倒虹吸管的进口段、出口段以及部分依地形而建的陡坡段坡度通常较陡,在工程运行初期管内充水时会遇到高速水气两相流问题,给工程的安全运行带来隐患。通过三维水气两相流模型分析了引绰济辽引水工程的归流河倒虹吸充水过程的5个阶段:自... 倒虹吸管的进口段、出口段以及部分依地形而建的陡坡段坡度通常较陡,在工程运行初期管内充水时会遇到高速水气两相流问题,给工程的安全运行带来隐患。通过三维水气两相流模型分析了引绰济辽引水工程的归流河倒虹吸充水过程的5个阶段:自由充水阶段、壅高阶段、封顶减速阶段、充满加速阶段和平稳阶段。结果表明:自由充水阶段虹吸管内空气流动畅通,水流为自由明流,在虹吸管进口段水流流速较高;壅高阶段水流仍为明流,但流速总体上在减小;封顶减速阶段水流由明流向有压流过渡,是充水过程中流速最小阶段,同时亦是管内气团排出阶段,通气设施的布置对管内流态影响较大;充满加速阶段虹吸管内已过渡至有压流,由于上下游水位差不断增大,水流开始加速,逐渐过渡至正常运行状态(平稳阶段)。研究成果可为类似倒虹吸工程的设计和运行管理提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 倒虹吸 充水过程 高流速 通气设施 引绰济辽引水工程

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预埋式注灌装置充水过程水力特性数值模拟 被引量：2

6

作者 杨笑 李琳 张军 《中国水利水电科学研究院学报》 北大核心 2020年第5期432-438,共7页

为了解预埋式注灌装置对土体局部冲刷的原因,采用k-epsilon Realizable湍流模型和VOF多相流模型相结合的方法对在进口压强P=13.8 kPa这一物理试验工况条件下预埋式注灌装置充水过程中的水气二相瞬态流动进行数值模拟,模拟结果表明:在该... 为了解预埋式注灌装置对土体局部冲刷的原因,采用k-epsilon Realizable湍流模型和VOF多相流模型相结合的方法对在进口压强P=13.8 kPa这一物理试验工况条件下预埋式注灌装置充水过程中的水气二相瞬态流动进行数值模拟,模拟结果表明:在该工况条件下,0~0.9 s时段预埋式注灌装置出水流道内的水流为瞬变流,出水流道内压强大小随时间产生剧烈波动。各监测点的瞬时压强均大于进口压强,最大压强值是进口压强的3.27倍。出水孔流量变化规律与压强随时间变化规律一致,压强峰值对应瞬时流量峰值,为充水过程结束后恒定流出流量的1.66倍。充水过程中出水流道内反复出现的极端压强使孔口出流流量瞬时陡增,造成出水孔周围的局部土体严重冲刷。研究成果可为优化预埋式注灌装置结构体型,减少出流对果树根区土体冲刷提供指导,对预埋式注灌装置在干旱区节水灌溉领域进一步推广提供技术支撑。 展开更多

关键词 预埋式注灌装置 充水过程 瞬变流 水气两相流 数值模拟

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引汉济渭工程初期运行充水过程虚拟流量法数值模拟 被引量：4

7

作者 王竞敏 李甲振 +5 位作者 党康宁 王沛芝 罗畅 白钰 李佳宁 白瑀 《人民黄河》 CAS 北大核心 2022年第3期128-132,共5页

充水过程是长距离输水隧洞调度运行的典型工况之一,往往水力过渡过程比较复杂,难以手工计算。针对引汉济渭工程初期运行安全调度的现实需求,对首次充水的水力过渡过程采用数值方法进行研究。建立了输水隧洞调度模型,采用虚拟流量法分别... 充水过程是长距离输水隧洞调度运行的典型工况之一,往往水力过渡过程比较复杂,难以手工计算。针对引汉济渭工程初期运行安全调度的现实需求,对首次充水的水力过渡过程采用数值方法进行研究。建立了输水隧洞调度模型,采用虚拟流量法分别对加大供水区和保证供水区两种工况进行了数值模拟计算,分析了不同供水流量的首次充水特性。结果表明,首次充水供水流量分别为70 m^(3)/s和18 m^(3)/s时越岭段首端(桩号0+000)、1/4里程(桩号20+450)、中点(桩号40+900)、3/4里程(桩号61+350)流量和水深都平稳增大,沿程不会出现明满流或隧洞脱空等不利现象。 展开更多

关键词 隧洞充水过程 无压隧洞 虚拟流量 水力特性 引汉济渭工程

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葛洲坝2号、3号船闸充水过程中上游流速流向原型观测成果分析 被引量：2

8

作者 黄建九 刘建军 +1 位作者 靳杰 吴锡荣 《水运工程》 北大核心 2001年第5期73-77,共5页

介绍葛洲坝2号、3号船闸首次进行充水过程中上游流速、流向原型观测，并对其成果进行分析。

关键词 葛洲坝 3号船闸 充水过程 流速 流向 原型观测 2号船闸

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跌坎消力池充水过程研究

9

作者 张浩 《四川水力发电》 2017年第3期117-119,132,共4页

实际工程运行中,泄水前消力池无水是可能遇到的一个情况,此时就涉及到消力池的冲水过程。从无水到最终形成完整稳定的水跃的过程中,池内可能形成各种复杂紊乱的流态,这可能会对消力池底板或者尾坎造成一定的危害。针对消力池从无水状态... 实际工程运行中,泄水前消力池无水是可能遇到的一个情况,此时就涉及到消力池的冲水过程。从无水到最终形成完整稳定的水跃的过程中,池内可能形成各种复杂紊乱的流态,这可能会对消力池底板或者尾坎造成一定的危害。针对消力池从无水状态到最终池内形成稳定完整的水跃形态的整个充水过程当中,池内出现的复杂多变的流态的情况,通过系统研究分析,可采用如下运行方案:在消力池内无水的状态下,将表孔闸门在小开度下运行一段时间,直至消力池内有足够水垫后,再逐渐加大开度。 展开更多

关键词 跌坎消力池 充水过程 水流流态 脉动压强

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设有复式空气阀的管道充、放水过程 被引量：10

10

作者 郑源 薛超 周大庆 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第1期91-96,共6页

为了研究长距离有压管道充水和放水过程中管内气体压力的变化情况,并保证其运行中的安全,针对长距离有压管道的特点,对其充水和放水过程,采取了对整个管道进行分段处理、依次充水和放水的策略.对于分段后的每一段管道,建立了圆形管道内... 为了研究长距离有压管道充水和放水过程中管内气体压力的变化情况,并保证其运行中的安全,针对长距离有压管道的特点,对其充水和放水过程,采取了对整个管道进行分段处理、依次充水和放水的策略.对于分段后的每一段管道,建立了圆形管道内水体体积与水深关系的数学模型.按照小流量充水的原则,运用理想气体状态方程,结合复合式空气阀的进气和排气性质,在空气阀和泄水管布置情况已知的前提下,根据不同的充水流量和放水流量,计算各管段气体压力的变化情况.整个数值计算过程采用自编Fortran程序计算求解.计算结果表明:充水和放水的流量越大,对应管段的气体压力越大和越小,管道越危险;在不影响管道安全性的前提下,为了使管道尽快充满和放空,应采取较大的充水流量(16 m3/s)和放水流量(泄水阀全开). 展开更多

关键词 有压管道 复合式空气阀 充水过程 放水过程 理想气体状态方程

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恒定水头岩体混凝土裂纹水入浸过程分析 被引量：5

11

作者 李宗利 王亚红 王正中 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期13-17,共5页

针对自然营造力作用下岩体或混凝土裂纹的水力劈裂特点,基于裂纹水流运动的立方定律建立了恒定水头作用下裂纹内水流入浸过程计算模型与迭代步骤。通过对不同裂纹张开宽度、裂纹表面起伏差、裂纹形状等因素变化,分别计算了水流入浸过程... 针对自然营造力作用下岩体或混凝土裂纹的水力劈裂特点,基于裂纹水流运动的立方定律建立了恒定水头作用下裂纹内水流入浸过程计算模型与迭代步骤。通过对不同裂纹张开宽度、裂纹表面起伏差、裂纹形状等因素变化,分别计算了水流入浸过程。计算结果表明,裂纹内水流入浸过程是先快后慢,随着时间的推移,裂纹内水压会发展为全水头。当裂纹张开宽度大于0.02mm,水流入浸过程及其短暂,裂纹内水流很快就达到裂尖,而且水压基本就是全水头。当裂纹的张开宽度特别小,达到微米级,水流就很难进入,即产生不透水的现象。裂纹表面的起伏差对于裂纹张开宽度较小的裂纹影响程度要大于宽度较大的裂纹。 展开更多

关键词 岩体 混凝土 裂纹 充水过程 水压分布

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长距离输配水工程充水方案研究 被引量：4

12

作者 范建强 《水利规划与设计》 2018年第5期132-135,150,181,共6页

充水水力控制是长距离压力输水隧洞及管道安全运行关键工况之一,针对大伙房水库输水(二期)工程输配水系统复杂的结构和组成,文章对充水过程物理机理及模型、充水分段、充水流量、排气问题、气液两相流态等进行了研究,通过对充水过程管... 充水水力控制是长距离压力输水隧洞及管道安全运行关键工况之一,针对大伙房水库输水(二期)工程输配水系统复杂的结构和组成,文章对充水过程物理机理及模型、充水分段、充水流量、排气问题、气液两相流态等进行了研究,通过对充水过程管道特征点气团压力变化、管道内水深变化、管道内水深变化与气团体积的关系比较,制定了分十一段小流量充水控制方案和操作方法。文章的研究成果为长距离输水工程制定首次运行充水和事故或检修后再充水方案提供借鉴及参考。 展开更多

关键词 输配水工程 充水过程 分段 小流量

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大流量倒虹吸水力特性研究

13

作者 张帅康 韩雷 +3 位作者 叶昆河 赵兴龙 李洋 王正君 《水电能源科学》 北大核心 2024年第8期114-118,共5页

为保证大流量倒虹吸能够安全稳定的输水,采用流体动力学软件(CFD)对某工程三维数学模型进行数值模拟,并结合物理模型试验,分析了倒虹吸充水过程中水流变化特点和稳定后的水力特性。结果表明,倒虹吸水流流速最大位置位于管道下坡段,压强... 为保证大流量倒虹吸能够安全稳定的输水,采用流体动力学软件(CFD)对某工程三维数学模型进行数值模拟,并结合物理模型试验,分析了倒虹吸充水过程中水流变化特点和稳定后的水力特性。结果表明,倒虹吸水流流速最大位置位于管道下坡段,压强最大位置位于管道水平段;充水过程中,倒虹吸边部管道内水流流速较中部水流大8%左右;在水流稳定后倒虹吸下游闸室后存在卡门涡街现象,造成水流流态紊乱,导致下游水面震荡,需要对下游闸墩进行延长或进行墩头结构优化,以减轻涡街强度和水面震荡的影响。 展开更多

关键词 倒虹吸 水力特性 数值模拟 充水过程 卡门涡街

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有压管道过渡过程的数值计算 被引量：6

14

作者 薛超 郑源 《人民黄河》 CAS 北大核心 2011年第10期113-115,120,共4页

基于理想气体状态方程和全新的圆形管道水体积与水深关系数学模型,按照小流量充水原则,结合空气阀的进、排气性质和泄水管的排水特性,对一定的充水流量和不同的放水流量下有压管道充、放水过程中气体压力的变化进行了数值计算。结果表明... 基于理想气体状态方程和全新的圆形管道水体积与水深关系数学模型,按照小流量充水原则,结合空气阀的进、排气性质和泄水管的排水特性,对一定的充水流量和不同的放水流量下有压管道充、放水过程中气体压力的变化进行了数值计算。结果表明:在小流量充水的情况下,管内的气体压力不是很高,放水流量越大,对应管段的气体压力越小、管道越危险。 展开更多

关键词 复合式空气阀 充水过程 放水过程 理想气体状态方程 有压管道

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万家寨引黄工程北干线试通水特点分析 被引量：2

15

作者 席志斌 《山西水利》 2014年第12期45-46,共2页

介绍了山西省万家寨引黄工程北干线工程概况,从工程地形、安全性、管线弯度、水头等方面分析了工程特点,阐述了试通水过程,对输水系统进行了检验,指出在将近半个月的试通水过程中,成功完成了试通水任务,为下一步正式通水奠定了基础。

关键词 北干线 试通水 充水过程 万家寨引黄工程

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