水工建筑物进/出水口非稳态漩涡运动特性与影响因素研究

基本信息
批准号:51209092
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:叶飞
学科分类:
依托单位:华北水利水电大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周振民,王学超,范玉,李香园,周玉珠,郑艺,郑翔龙
关键词:
进/出水口非稳态漩涡数值模拟水工建筑物模型试验
结项摘要

The vortex motion that happens in the hydraulic structure of inlet/outlet has a great unsteady attribute, as frequent variation in size and location, short duration and random occurrence, etc. Currently, the unsteady characteristics of vortex motion are commonly neglected in most research to analyze the statistical results of vortex occurrence, or regard it as steady vortex to study the spiral flow and velocity distribution, which leads to a great loss of vortex-motion information. However, to research the characteristics of unsteady vortex motion for better anti-vortex measures and engineering arrangement schemes will have an important significance and application value. So,this research focuses on the unsteady vortex motion in the hydraulic structure of inlet/outlet, including characteristics of unsteady vortex motion and influencing factors by means of a combination of physical model test, numerical simulation and theory analysis. The physical/numerical modeling design and implementation methods will also be researched and present in this project.We use the PIV and LES techniques as the tools of measurement and simulation for the flow field around unsteady vortexes, respectively. Most simulation works will be undertaken by the High Performance Parallel Computing (HPPC) system. The achievements acquired by this project will have a great guiding significance for other close researches about physical model test study and numerical simulation research of the unsteady vortexes in the inlet/outles.

水工建筑物进/出水口漩涡运动具有明显的非稳态属性,如位置、尺度变化快,持续时间短以及随机出现等。目前研究中一般忽略非稳态漩涡的运动特性,研究漩涡出现的统计特征;或将其视为稳态漩涡分析其自身的螺旋流动和速度分布等,但简化处理的结果导致大量漩涡运动信息丢失。而通过对非稳态漩涡的运动特性及其影响因素的分析来寻求更好的消涡措施与工程布置方案,将具有重要的实际意义和应用价值。故本项目针对进/出水口非稳态漩涡现象,通过模型试验、数值模拟、理论分析开展以下主要研究内容:研究水工建筑物进/出水口非稳态漩涡的运动规律、特点;分析其主要影响因素;完善模拟进/出水口非稳态漩涡运动的模型设计与数学计算方法。以PIV技术作为漩涡流场的测量手段;以大涡模拟作为漩涡流场的数学计算方法并利用高性能计算群集系统(HPCC)承担主要计算任务。本项目的研究成果对进/出水口非稳态漩涡的模型试验和数值模拟研究具有重要指导意义。

项目摘要

本项目针对进/出水口非稳态漩涡现象,通过模型试验、数值模拟、理论分析开展以了下主要研究内容:研究水工建筑物进/出水口非稳态漩涡的运动规律、特点;分析其主要影响因素;完善模拟进/出水口非稳态漩涡运动的模型设计与数学计算方法。以大涡模拟作为漩涡流场的数学计算方法并利用高性能计算群集系统(HPCC)承担主要计算任务。本项目的研究成果对进/出水口非稳态漩涡的模型试验和数值模拟研究具有重要指导意义。本项目严格按计划进行,相关成果发表论文7篇,其中SCI检索一篇;相关成果获得省部级二等奖2项,厅级奖3项,指导研究生完成毕业论文1名,举办学术交流会议一次。项目基本达到了预期要求,围绕重点问题进行攻关,对水工建筑物进出水口非稳态漩涡运动特性及其影响因素进行深入研究,取得了部分研究成果,为今后进一步研究奠定了坚实的基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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