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传统的泵站水闸分开布置方式,有着良好的进水条件,能较好地解决上下游水流衔接问题,但由于其占地面积大,易引起征地拆迁与移民安置等问题。而泵闸合建布置方式能节省投资,泵闸统一管理、联合调度,对节约管理成本、降低运行费用、提高工程效益十分有利,在工程中得到了较为广泛的应用。
由于结构与布置上的限制,闸站合建枢纽存在着相当的水流问题,回流与偏流现象严重,流态紊乱,影响枢纽高效安全运行。故对闸站合建枢纽进水流动进行研究,分析其不良流态成因及其形态,提出合理有效的改善措施,对保证枢纽安全高效运行有着重要的实际意义。
近年来,随着流体动力学数值求解技术和计算机硬件技术的发展,对复杂的三维湍流场的研究有了长足的进展。本文以上海青草沙水库取输水泵闸工程为例,针对水闸进水口高度复杂的三维紊流运动场,构建合理的水闸进水水流三维流动计算湍流模型,采用雷诺平均纳维-斯托克斯方程和k-ε湍流模型,合理给定边界条件,以流体计算软件FLUENT为计算平台,用CFD技术对该三维模型进行数值模拟,通过数值模拟和物理模型试验相结合的方法,分析了进水闸进水口不良进水条件形成的原因,并通过整流措施加以改进,验证了数值模拟方法的合理性和科学性。
本文在上海青草沙水库取输水泵闸工程水闸进水口水工模型试验的基础上,对原设计方案和修改方案后进行了数值模拟。数模结果很好的显示方案修改后良好的水流流态,验证了修改后的水工模型试验合理性。