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浮体闸是在传统的浮箱式闸门的基础上发展起来的,规范规定浮箱式闸门只能在静水或者流速很小的水域中使用,浮体闸突破了在静水中使用的限制,可以在动水中启闭,应用于平原地区城市河流中,可以很好地解决防洪与通航之间的矛盾,对于运行频率较低的城市河道有很好的推广价值。动水中运行的浮体闸水流条件非常复杂,有许多水力学问题有待于解决。本文应用动网格技术,利用三维水流数学模型对浮体闸定位过程中的水力特性进行了计算模拟,得到了一些有意义的结论,主要包括: 探讨了动网格技术的原理、发展、分类、优点及适用场合,针对浮体闸运动区域网格变形大的特点,选择了弹性变形法和局部网格再生法相结合的动网格技术。基于非结构网格有限体积法建立了浮体闸三维水流数学模型,根据主要水力特性参数阻力的影响因素对自由表面进行了合理的简化,并利用水工模型试验结果验证了数学模型的合理性和可靠性。 利用三维水流数学模型,对浮体闸定位过程中的阻力、水闸附近河道的流速分布及浮体闸典型剖面压强分布进行了模拟,得到了浮体闸转动阻力矩与转动角度的关系,并分析了吃水深度、转动速度以及水流来流速度对转动阻力矩的影响,提出了动力舱容量的确定方法。 分析了浮体闸关闸和开闸时附近河道流速分布的变化规律,比较了开关闸对附近河道流速的影响,对浮体闸各特征剖面压强分布规律进行了分析,并比较了开闸和关闸的异同。