保水堰堰井淹没出流时水体固有频率计算公式

发布时间：2025-01-01 09:49

　　 为确定长距离分段低压输水系统中堰井淹没出流时水体的固有频率计算公式,基于带薄挡板矩形水箱水体固有频率计算公式,将原保水堰进行简化,并考虑堰厚及前后底板高差的影响,对水深进行修正,得到了保水堰堰井淹没出流时水体固有频率的计算公式,物理试验验证了修正公式具有较高的精度。利用Fluent软件模拟了不同堰高、堰厚、堰位置下水体的固有频率,发现修正公式计算结果比原公式更接近模拟值,进一步验证了修正公式的适用性,并给出了不同变量对固有频率的影响规律。

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【部分图文】：

图1 带薄挡板矩形水箱示意图

带薄挡板矩形水箱示意图见图1。2.2原公式的不足及修正

图2 保水堰模型

保水堰堰井上下游底板存在高差且内部保水堰形状复杂（图2(a）），将保水堰当作挡板直接用式（1）计算存在误差，需对其进行修正。但直接对式（1）进行修正需考虑的变量较多，反而对修正不利。因此，先对原保水堰进行简化：保持上游底板高程?U、下游底板高程?D、堰中心到堰井下游井壁的距离Lb....

图3 不同流量下公式计算与物理试验结果的对比

图3为不同入口流量下物理试验及式（1）、（3）算得的固有频率f随水深的变化。为使结果具有通用性，堰后水深用无量纲化值hD表示，hD=HD/P。由图3可看出，由式（1）得到的固有频率相对误差最大达29.19%、最小为2.29%、平均相对误差为13.17%；式（3）最大相对误差仅为1....

图4 数值模型网格划分

下游箱涵选用压力出口边界，根据静压原理P=ρgh(P为出口边界各点压强；ρ为水密度；g为重力加速度；h为该点处水深），通过自定义函数（UDF）设置不同的h值来间接控制堰井中的水深；堰井顶部选用压力入口边界，相对压力为0；其余为固体边壁，采用壁面函数来模拟。图4为数值模拟网格划分。....

本文编号：4022411