侧式进/出水口数值模拟湍流模型比较研究

发布时间：2025-05-01 12:18

　　 为研究侧式进/出水口数值模拟中不同湍流模型的适应性,本文以清原抽水蓄能电站下水库侧式进/出水口单体为研究对象,采用标准k-ε、RSM、LES和DES四种湍流模型进行数值模拟,将各湍流模型对进/出水口水头损失系数、流速分布等水力特性的模拟效果和计算效率进行对比分析。研究发现,进流工况下四种湍流模型计算结果均与实测值吻合较好,计算收敛性较好;出流工况下标准k-ε模型计算结果与实测值偏差较大,其余三种模型计算结果与实测值较吻合。对于侧式进/出水口进流及出流工况,RSM模型的计算效率较高,LES等尺度解析模型的准确性较好。研究成果可为进一步提高侧式进/出水口计算精度提供参考。

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【部分图文】：

图1 侧式进/出水口体型(尺寸单位:m)

2.1计算模型本文以清原抽水蓄能电站下水库侧式进/出水口单体为例,采用上述四种不同类型的湍流模型进行数值模拟,对进/出水口水力特性的模拟效果和计算效率进行研究。清原抽水蓄能电站下水库侧式进/出水口主要体型参数如图1所示。进/出水口沿出流方向依次为渐变段、扩散段、调整段、防涡梁段....

图2 计算区域

本文以清原抽水蓄能电站下水库侧式进/出水口单体为例,采用上述四种不同类型的湍流模型进行数值模拟,对进/出水口水力特性的模拟效果和计算效率进行研究。清原抽水蓄能电站下水库侧式进/出水口主要体型参数如图1所示。进/出水口沿出流方向依次为渐变段、扩散段、调整段、防涡梁段。进/出水口共设....

图3 网格划分

分别采用标准k-ε、RSM、LES和DES四种湍流模型,对上述单体侧式进/出水口进流和出流两种工况进行数值模拟。从水头损失系数、拦污栅断面及进/出水口前缘断面流速分布和计算效率等方面,对不同湍流模型的数值模拟结果进行对比,并结合模型试验,分析各湍流模型的模拟效果。3.1水头损失....

图4 试验模型布置

表1为四种湍流模型水头损失系数的计算结果及其与实测值的相对误差。进流工况,各模型计算结果均与实测值较接近,且均略小于实测值,其中标准k-ε模型计算结果误差(4.84%)最小。出流工况,标准k-ε模型计算结果较实测值偏小,RSM、DES、LES模型计算结果均与实测值较接近,且均略小....

本文编号：4042266