明渠横向取水旋涡影响因素数值模拟及试验研究

摘要：

明渠岸边横向取水是一种常见的取水形式,在明渠主河道与横向取水口衔接处,横向取水易产生旋涡引起取水效率降低,其影响因素及机理有待进一步探明.基于水气两相VOF方法,以中国南方某横向取水工程为例,建立了三维数值模型,并对横向取水过程中引起的旋涡进行数值模拟,探究其产生机理.同时定量分析了衔接段圆弧半径、主河道及取水流速3个因素对旋涡的影响,并通过物理模型试验进行了验证.结果表明横向取水衔接段由于河道突然扩散,导致水流脱离边壁,极易形成旋涡.同时衔接段圆弧半径、主河道及取水流速均会对涡带的生、消和形状产生重要影响.当衔接段圆弧半径变大、主河道和取水流速变小时,单个旋涡半径变小,存在时间也会有所缩短,整个涡带的存在范围也有所缩小.研究进一步深化了横向取水的水力学机理,为横向取水口的优化设计提供技术支撑.

关键词：横向取水口、流态分析、模型试验、流体体积函数、旋涡

所属期刊栏目：39

分类号：S277.9(农田水利)

资助基金：国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项;中央高校基本科研业务费专项;中央高校基本科研业务费专项;江苏省自然科学基金;国家重点研发计划

在线出版日期：2021-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：464-470,494