CFD|大壩設計穩定性評價

part1

1.永久荷載:包括結構的重量和永久重量、土壓力、粉土壓力、地應力、圍巖壓力、預應力。

2、 可變荷載:包括靜水壓力、揚壓力、水動力壓力、水錘壓力、波浪壓力、外部水壓、風荷載、雪荷載、冰壓力、凍脹力、溫度荷載、土壤孔隙水壓力、灌漿壓力等。

3.偶然荷載:包括校核洪水位時的地震作用、靜水壓力、揚壓力、波浪壓力和水重。

CFD|大壩設計穩定性評價的圖1

一般來說,流體分析通常用在考慮水負荷的情況下。然而,一些條件,如靜水壓力、土壤滲透等,可以通過經驗公式進行計算。超出該范圍的情況需要CFD分析。

CFD|大壩設計穩定性評價的圖2
如潰壩、泄洪、排澇等

CFD|大壩設計穩定性評價的圖3明渠流動廣泛應用于天然河流、人工河道和專業水工建筑物中,在與明渠有關的水力學設計中,明渠斷面形狀、渠道形狀、底坡和渠道粗糙度應滿足最佳水力斷面和無沖淤流速的要求,以滿足河流或渠道系統的輸水能力。

CFD|大壩設計穩定性評價的圖4

CFD|大壩設計穩定性評價的圖5

其次,在滿足基本水力設計的基礎上,要滿足水閘、大壩、堰和泄水建筑物中水流的穩定流態,并盡量控制偏斜、脫墻、回流和渦流等不利流態。

對于泄水建筑物,還需要保證下游水流的連接形式和不同連接形式的消能方式,以減少回流和涌浪的影響。

CFD|大壩設計穩定性評價的圖6
CFD|大壩設計穩定性評價的圖7
CFD|大壩設計穩定性評價的圖8
CFD|大壩設計穩定性評價的圖9
  • part2 示例
CFD|大壩設計穩定性評價的圖10

該模型假設上游水是固定的,沒有額外的水源

入口邊界條件也可以根據實際情況進行修改

三維地形可以通過midas GTS NX獲取

CFD|大壩設計穩定性評價的圖11

從圖中可以看出,洪峰在16s達到監測點
CFD|大壩設計穩定性評價的圖12
假如這里有建筑物,可以提取建筑物上水流的壓力
CFD|大壩設計穩定性評價的圖13
CFD|大壩設計穩定性評價的圖14
  • part3.模型簡化分析方法-2D Dam Break

CFD|大壩設計穩定性評價的圖15
CFD|大壩設計穩定性評價的圖16
CFD|大壩設計穩定性評價的圖17
從圖中可以看出,洪峰在1.4s到達監測點
CFD|大壩設計穩定性評價的圖18
監測面最大平均壓力約為0.3MPa
CFD|大壩設計穩定性評價的圖19
水位線高程可以導出為TXT文本,并在其他繪圖軟件中繪制
CFD|大壩設計穩定性評價的圖20

文章來源:midas機械事業部

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