水泵站开敞进水池三维紊流数值模拟

针对典型的水泵开敞式进水池，应用紊流模型对进水池及水泵吸水管内的流动进行三维数值计算，计算结果与实验流态、实测数据一致。水泵进口流速呈不对称分布，表面漩涡和水下漩涡均有可能存在，必须采取适当的消、防涡措施保证水泵正常运行。同时揭示了进水池内流动规律，提出进水池设计的控制尺寸。     

积石峡中孔泄洪洞门槽体型的数值

对于闸后为明流的平板工作闸门门槽，其水力特性比压力段内的闸门门槽复杂得多，门槽体型设计尚无规范可以遵循。采用RNG 模型模拟了积石峡无压工作门槽的三维流场，分段采用了刚盖假定法和VOF水～气界面追踪方法来处理复杂的自由液面。得到了门槽内及其附近的压力场、速度场。通过若干变量的计算值与物理模型实测值对比，其精度令人满意，且计算速度较常规算法提高显著。应用该数值算法进行了一系列计算，研究了门槽周围最小压强与门槽宽深比、错距比等影响参数的关系，并提出了优化的门槽体型方案。     

泵站出水流道的数模分析

将CFD技术应用于泵站山水流道的分析与设计，基于Navier—Stokes方程和标准k-ε紊流模型．求解泵站出水流道内湍流流场，数值模拟的结果对泵站出水流道水力优化设计具有指导意义。     

大型泵站肘形进水流道三维紊流仿真计算

通过肘形进水流道三维紊流仿真计算，定性分析流道内部流态，定量计算流道出口轴向流速分布均匀度、出口水流偏流角和流道的水头损失，能预测肘形进水流道的水力特性，为流道水力设计优化和模型试验提供了依据，可以缩短模型试验周期和试验费用。     

轴流式风机在风送式喷雾机上的选型与计算

轴流式风机是许多风送式喷雾机的重要部件之一，本文介绍了喷雾机上所选用的风机的基本特点及要求，指出了轴流式风机直接影响喷雾机的射程，并结合自由紊流射流理论，介绍了风机的选型计算和喷幅试验的方法。     

开敞式进水池三维紊流流动模拟及水力优化计算目标函数

采用数值计算的方法研究进水池的水力优化设计，可以排除由于试验条件，试验方法等不同而产生的影响，从理论上对其进行比较系统的研究。诮直接求解三维雷诺平均Ｎ－Ｓ方程和标准ｋ－ε紊流模型方程程的方法，计算进水池内的流场；根据轴流泵转轮的设计条件，引入流速均匀度和水流入泵平均角度两个目标函数，从而为开敞式进水池及水泵喇叭管的水力优化计算准备必要的条件。     

多孔淹没紊动射流三维流场模拟及消能分析

采用RNGk-ε紊流模型,结合万家寨引黄入晋工程第1区段压力管道出口多喷孔淹没射流消能,进行了三维数值模拟研究,对不同喷孔个数时流场的时均特性和紊动特性进行了比较,分析讨论了多孔淹没射流进入消力池后的水流运动规律与消能机理。结果表明,射流动量的分散程度是决定消能效果的关键,在保持孔口总面积不变的条件下,随着喷孔数的增加,消能效果显著提高,但当喷孔数增加到60个时,其变化显著减缓。多喷孔射流进入消能水体后,射流水股与周围水体接触面积极大增加,在距离喷孔出口0.41 m左右时射流能量迅速衰减,加之各水股间的相互卷吸、掺混,形成了多个强剪切消能区,消能率较高。同时,由于各漩滚的相互作用,可有效地减小其对消力池固壁的冲刷。     

圆柱桥墩波环对斜交桥墩前冲击高度影响的研究

通过物理模型试验对斜交桥前的壅水及冲高进行了观测,并建立三维水槽数值模型,采用SIMPLE算法耦合k-ε素流模型求解N-S方程组,应用VOF法追踪自由表面,计算了单个圆柱桥墩的绕流流场及冲高,得到了圆柱桥墩产生的斜激波波环与水流Froude数之间的关系,结合单墩产生的斜激波波环分析了斜交桥上游桥墩产生的干扰水流对下游桥墩的墩前冲高的影响.     

离心泵叶轮内部三维紊流数值模拟与验证

基于N—S方程和标准的k-ε紊流模型,对一比转数ns=96的离心泵叶轮内部的流动情况进行了数值模拟,模拟软件对3个典型工况进行计算,得到了叶轮内的速度和压力分布,并和PIV实验结果比较,两者在总体上是一致的。     

基于混相模型的明渠高含沙流动底部边界条件适用性比较

由于高浓度悬浮泥沙会显著改变明渠底部的流动特征，明渠高含沙流动的数值模拟需要考虑泥沙对底部边界条件的影响。该研究基于水沙混相模型研究了不同底部边界条件对明渠高含沙流动数值模拟的影响，引入5种底部边界条件，包括给定流速的第一类边界条件、给定流速梯度的第二类边界条件、标准壁函数以及两种分别改进紊动能和紊动能耗散率的第二类边界条件，并研究了各底部边界条件对流速、紊动能、涡粘系数和泥沙浓度的计算结果的影响。结果表明，在多种含沙条件下采用第一类边界条件、标准壁函数和改进紊动能的第二类边界条件的计算结果能保持较高的准确性，流速和泥沙浓度的平均相对误差分别小于5%和10%；第二类边界条件和改进紊动能耗散率的第二类边界条件仅适用于低含沙条件，在高含沙条件下会造成较大的计算误差；第一类边界条件和改进紊动能的第二类边界条件需要根据试验数据校正模型系数，由于工程流动较为复杂，通常难以提供全面的试验数据用于系数校正，因此它们在工程计算中应用范围有限；标准壁函数无须校正系数并自动调整底部边界的流速和紊动能，能够适应多种含沙条件，适用于引黄灌溉工程中渠道输水、泵站淤积等问题的数值研究。