弧底梯形渠道无喉道量水槽水位流量关系数值模拟

摘要：

目前为适应我国多数渠道断面方式和灌区管理方式,开发研制新型量水配套设施对灌区节水起着至关重要的作用.利用Fluent 6.3大型流体力学数值仿真软件,结合有限体积法、RNG k-ε湍流模型和VOF模型,在不同渠道底坡上对不同量水槽水位流量进行数值模拟试验研究.结果表明:(1)量水槽流态上游水面平稳属于缓流,量水槽槽内水流为急流,可知由缓流过度到急流必然会发生临界流,量水槽沿程弗劳德数可知量水槽喉口附近扩散段内产生临界流;(2)弧底梯形渠道无喉道量水槽具有较好的水位流量关系,渠道收缩比ε与渠道比降i对形成单值稳定的水位流量关系有较大的影响,随着渠道尺寸增大同时收缩比ε减小,量水槽水位流量逐渐在较大的底坡范围内形成统一的水位流量关系.(3)流量系数与量水槽宽和收缩比具有较好的线性关系,同时流量系数随R,H、ε的增大而变大,回归分析建立的量水槽流量公式,测流公式平均误差值小于5％,说明弧底梯形渠道无喉道量水槽测流是可行的,满足明渠测流要求.研究成果对灌区渠道量水槽的设计优化提供了一定的参考和建议.

关键词：节水灌溉、量水槽、数值仿真、渠道底坡

所属期刊栏目：23

分类号：TV135.3(水利工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金项目51279167;“十二五”国家科技支撑计划项目2012BAD08B01;“十二五”国家863计划项目2011AA100509

在线出版日期：2016-04-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：340-345