水閘泄洪模擬的案例
案例解析|泄洪道挑流消能CFD模擬
案例來源：陸面體科技官網
案例作者：羅宇航
摘要：
通過對大壩泄洪道CFD模擬，研究挑流消能對下游河床的沖刷影響情況(兩相流瞬態分析)水利水電三維多面體OPENFOAM
項目概述
挑流消能是利用泄水建筑物出口部分的挑流鼻坎，將下泄的急流拋向空中，然后落入離建筑物較遠的河床與下游水流相銜接的消能方式。能耗大體分三部分：急流沿固體邊界的摩擦消能；射流在空中與空氣摩擦、摻氣、擴散消能；射流落入下游尾水中淹沒紊動擴散消能。挑流消能通過鼻坎可在挑流范圍內有效地控制射流落入下游河床的位置、范圍及流量分布，對尾水變幅適應性強，河道簡單，施工、維修方便。但其下游沖刷較嚴重，堆積物較多，尾水波動與霧化都較大。
挑流消能應用較廣，適于中、高水頭，大、中、小流量的各類建筑物。本項目通過對大壩泄洪道cfd模擬，研究挑流消能對下游河床的沖刷影響情況。
模型簡化
模擬項目大壩壩高75米，寬80米，泄洪道寬15米，泄洪道落差50米，下游水位深度12米。
網格劃分
使用snappHexMesh工具對幾何模型進行網格劃分，網格為混合網格（如圖3）。網格具體信息參數如下表1所示：
表1網格信息參數
網格總數
Point Face Cells
數量 16454125 48166615 15857526
網格類型
類型 hexahedra prisms tet wedges polyhedra 數量 15683828 19133 64 154501 網格質量
評價指標 最大縱橫比 最小體積 最大非正交性 最大歪斜率 值 6.81 1.70e-3 49.50 4.16
泄洪道網格
物性參數
分析所涉及流場介質主要包括水和空氣，sigma值取0.07，其相關物性參數如表2所示。
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