灌溉输水管道沟槽减阻研究

【目的】探索沟槽结构对灌溉输水管道的减阻作用。【方法】采用SA与RNG k-?湍流模型,模拟分析了沟槽在湍流流动中的减阻效果,并与Bechert的试验结果进行了对比;采用RNG k-?湍流模型对灌溉输水管道开展了0.1~1 mm尺度下的V形沟槽减阻研究;采用LES湍流模型对沟槽减阻机理进行了探索。【结果】(1)相较于SA湍流模型,RNG k-?湍流模型的计算结果与Bechert的试验结果相比误差更小,为4.6%,即RNG k-?湍流模型计算精确度更高;(2)夹角为60°的V形沟槽,当沟槽边长为0.5 mm时对灌溉输水管道具有最佳减阻效果,减阻率为7.17%,对应无量纲沟槽间距s+=15.2,无量纲沟槽尺寸lg+=10;(3)沟槽中存在很小的涡旋,这些小涡旋可能是沟槽在湍流中具有减阻作用的原因之一。【结论】夹角为60°的V形沟槽对灌溉输水管道的最佳减阻效果为7.17%。