U形渠道半圆柱形量水槽的数值模拟

通过室内试验,利用Flow-3D软件,采用True VOF法和RNGk-ε紊流模型对U形D40渠道半圆柱形量水槽进行了三维数值模拟。试验设置了4种不同收缩比(ε=0.27、ε=0.32、ε=0.36、ε=0.52)的半圆柱形量水槽,获得了18种工况下量水槽内的水面线及流量等水力要素,与实测值进行对比分析,得出了水位与流量曲线,并拟合出了其流量公式。结果表明,数值模拟的自由水面线与试验结果基本一致,模拟值与实测值最大相对误差均小于5%。因此,采用数值模拟方法能够有效模拟半圆柱形量水槽的三维水流特性。     

U形渠道机翼形量水槽试验研究

主要介绍了机翼形量水槽的构造、测流原理。通过在U形渠道上的试验研究得出该槽的流量公式、流量水头关系、测流误差。试验结果表明机翼形量水槽测流精确且投资较小,适合灌区量水的要求。     

U形渠道直壁式量水槽水力特性的研究

灌区的水费改革有利于我国节水制度的加强,这就需要推广一种切实、有效的量水设施,而U形渠道直壁式量水槽由于具有与U形渠道自然衔接,不抬高底坎,过沙能力较强,工程量较小,量水精度较高的优点,是U形渠道理想的优化选择。对U形渠道直壁式量水槽进行试验,并对实验数据进行分析,得出U形渠道直壁式量水槽的基本水力特性。     

梯形渠道圆柱形量水槽的试验研究

选择收缩比为0.909,0.800,0.709,0.636,在梯形渠道中对圆柱形量水槽进行了一系列试验。结果表明，圆柱形量水槽的行近断面总水头 与驻点水头 存在很好的相关性，相关系数等于0.9992。梯形渠道上圆柱形量水槽的流量系数 不仅与相对水头 有关，与收缩比 大小也有明显的关系， 随着 和 的增大而增大。淹没系数 与上下游水位差相对值 和 之间存在很好的相关性，相关程度随收缩比 的减小而增大。根据试验数据和数值模拟结果拟合的流量计算公式简明实用，自由出流时的流量计算平均误差为3.54% 。     

U形渠道抛物线形喉口式量水槽选型与设计

介绍抛物线形喉口量水槽的选型、设计方法、量水槽流量计算以及量水槽适用条件 ,便于灌区应用。     

灌区U形渠道机翼形量水槽水跃特性的研究

机翼形量水槽是一种适用于平原灌区末级渠系的新型量水设备,其槽后水跃的相关参数是判别量水槽选型是否合理的重要标准之一。为对该问题进行深入研究,选用在灌区末级U形渠道中较有代表性的0.45与0.49两组收缩比,采用基于Tru-VOF方法追踪自由液面、Favor技术实现网格优化的Flow-3D软件,对U型渠道机翼形量水槽水跃进行三维数值模拟,提取槽后水跃的时均流场、流速分布、共轭水深、水跃长度等相关参数,并通过水工模型试验对数模结果进行验证。对比结果表明,二者吻合度较高,从而证明本文所建立的紊流数学模型是合理的,对水跃问题的研究以及机翼形量水槽在平原灌区U型渠道的应用提供一定的工程技术参考。     

末级渠道机翼形量水槽标准化试验研究

结合机翼形量水槽在末级渠道上的实际应用经验,提出了适应于末级渠道上的一种量水槽的标准化模式.试验中渠道采用矩形和U形相结合的形式,用机翼形量水槽衔接,通过4种量水槽收缩比进行了系统的组合试验.试验结果表明:该量水槽过流顺畅,水头损失较小,试验数据资料表现出极好的相关性,相关系数为0.996 1.拟合的具有量纲和谐性的指数形式的流量计算公式简明实用,流量计算平均误差为2.78%,临界淹没度可达0.88.     

梯形渠道机翼形量水槽试验

基于Hager对圆锥筒及圆柱体量水槽测流原理分析,推求出梯形渠道机翼形量水槽在自由出流时的流量理论计算公式,指出流量校正系数可由相对水头确定.选择6种收缩比进行了一系列室内模型试验,并根据试验数据建立了相对流量与相对水头的无量纲关系式.结果表明,相对流量与相对水头具有良好的相关关系,流量计算最大相对误差为±3.5%,该量水槽临界淹没度可达0.90,控制断面收缩比为0.372～0.585时可得到较好的量水效果.     

U形渠道便携式板柱结合型量水槽水力性能研究

针对灌区小型渠道数目多、需测控的断面多、而宜采用的移动式量水设备仍不够完善的问题,借鉴移动式薄板量水槽和圆柱量水槽的优点,设计了一种便携式板柱结合型量水槽,在分析量水槽测流机理的基础上,开展原型试验和数值模拟研究,并应用量纲分析法建立测流公式。结果表明,量水槽具有较好的水位-流量关系,上游壅水高度在1. 85～13. 69 cm之间,临界淹没度在0. 70～0. 91之间,槽前弗汝徳数均小于0. 5;板柱结合型量水槽比现有的圆柱量水槽和带尾翼的圆头量水槽体型小,便携度高,流线分布稍差,上游壅水高度稍大,临界淹没度稍低,但能满足灌区测流要求;量水槽测流精度高,平均测流相对误差为2. 07%。     

U形渠道抛物线形喉口式量水槽选型与设计

介绍抛物线形喉口量水槽的选型、设计方法、量水槽流量计算以及量水槽适用条件，便于灌区应用。     

梯形渠道圆柱形量水槽水力特性数值模拟

采用RNGk-ε紊流模型及VOF方法处理自由水面,数值模拟了梯形渠道圆柱形量水槽三维水流运动。通过对多个流量情况的计算,获得了驻点水深、水面位置、三维水流流态等圆柱形量水槽水力特性。数值模拟的自由水面位置、三维水流流态与试验结果基本一致,驻点水深的计算值与实测值的最大相对误差为4.11%,最小相对误差为0.53%。研究表明,采用的数值模拟方法,能够有效地模拟圆柱形量水槽水力特性,模拟精度能够达到量水设备要求的精度。     

梯形渠道翼柱型量水槽试验研究与数值模拟

【目的】探究翼柱型量水槽在梯形渠道量水的适用性。【方法】对4种不同收缩比的翼柱型量水槽进行水力性能模型试验,并运用Fluent 17.1软件对其中2种收缩比的量水槽进行了数值模拟。通过对上游水位、流量和收缩比等进行分析,拟合得到了量水槽流量公式,并从测流精度、佛汝德数、临界淹没度以及水头损失等方面对其量水性能进行了分析。【结果】翼柱型量水槽在梯形渠道量水性能优良,水位-流量相关度极好,R2可达0.997 1以上,拟合的流量公式简明易用,测流平均误差为2.41%,上游佛汝德数均小于0.4,临界淹没度达0.85以上,通过数值模拟对量水槽水面线和流量进行误差分析,将实测值与模拟值进行比较,二者平均误差分别为3.80%和3.72%,与试验结果高度吻合,模拟结果准确可靠。【结论】翼柱型量水槽可用于梯形渠道量水,且量水精度满足明渠测流规范相关要求。Fluent软件可用于翼柱型量水槽数值模拟。     

底坎式机翼形量水槽试验研究

机翼形量水槽是一种新型的量水建筑物,为保证量水槽在自由流下工作,设计了底坎式机翼形量水槽。选择3种收缩比,在矩形渠道上进行一系列试验,并运用量纲分析法和不完全自相似理论,拟合得到了量水槽自由流条件下的流量计算公式,拟合度R2=0.9993。结果表明:该公式测流误差小,平均相对误差为1.44%;临界淹没度可达0.88。     

闸墩式量水槽试验研究

研究渠道量水设施对灌区节水、实现水资源高效可持续利用具有重要意义,在满足量水所要求的条件下,应优先选用水工建筑物量水.针对闸墩兼作量水槽并能结合闸门以实现联合测流的要求,提出一种闸墩式量水槽.选择8种收缩比和3种槽长在矩形渠道中进行了系统试验.结果表明.无量纲教Kc/Kc和H/Bc高度相关,根据理论分析和室内试验得出的流量公式简明实用,自由出流时流量计算最大相对误差3.59%.闸墩式量水槽临界淹没度可达0.91,增加量水槽长度会增大相应量水槽的临界淹没度.控制收缩比为0.49～0.65时可得到较好的量水效果.     

我国灌区量水槽研究概述

量水槽在灌区管理中有重要作用,可有效促进灌区节水灌溉的发展。在对我国量水槽研究概况进行总结的基础上,指出了量水槽研究的发展趋势,认为量水槽以后的研究可集中在新型量水槽的推广和数值模拟方法的尝试等。建议研究单位通过交流合作进行量水槽适应性分析,确定不同量水槽的应用区域,以更好地为灌区服务。     

翼柱型量水槽在3种常用渠道上的应用性能对比试验研究

翼柱型量水槽是一种新型量水槽,其应用在灌区具有成本低、便于修建、量水精度高的特点。【目的】探讨翼柱型量水槽在矩形渠道、梯形渠道、U形渠道上的适用范围。【方法】试验在矩形渠道、梯形渠道、U形渠道上分别设计3种收缩比的量水槽,在不同流量工况下进行试验,并对测流精度、佛汝德数、水头损失、壅水高度等进行比较分析。【结果】拟合出矩形渠道、梯形渠道、U形渠道不同收缩比量水槽的流量公式,平均误差分别为0.42%、1.34%、1.65%,均满足规范误差小于5%的要求;翼柱型量水槽在3种渠道上游佛汝德数Fr均小于0.4,在U形渠道上游Fr最小;翼柱型量水槽在3种渠道上最大临界淹没度均大于0.85,应用于U形渠道的最大临界淹没度最高;矩形渠道修筑翼柱型量水槽产生的水头损失占上游总水头比例最小。【结论】翼柱型量水槽可用于灌区节水续建配套,同一比降条件下,矩形渠道与U形渠道衔接位置应用翼柱型量水槽效果最佳。