多孔溢流坝泄流三维虚拟仿真

系统仿真学报 ›› 2015, Vol. 27 ›› Issue (10): 2567-2574.

多孔溢流坝泄流三维虚拟仿真

方贵盛, 王洪发

浙江水利水电学院机械与汽车工程学院,杭州 310018

收稿日期:2015-05-18 修回日期:2015-07-22 出版日期:2015-10-08 发布日期:2020-08-07
作者简介:方贵盛(1973-),男,江西婺源,博士,教授,研究方向为虚拟仿真技术;王洪发(1957-),男,江西婺源,教授,研究方向为虚拟仿真技术。
基金资助:
浙江省水利厅科研项目资助(RC1337)

Three-dimensional Virtual Simulation of Overflow Dam

Fang Guisheng, Wang Hongfa

School of Mechanical and Automotive Engineering, Zhejiang University of Water Resources and Electric Power, Hangzhou 310018, China

Received:2015-05-18 Revised:2015-07-22 Online:2015-10-08 Published:2020-08-07

摘要/Abstract

摘要： 溢流坝是水利工程枢纽中广泛应用的水工建筑物之一,起挡水和泄水的作用。其坝面结构形状及闸门开启方式对泄洪水流的影响巨大。传统的方法是借助于经验公式和水工模型试验,但这种方法耗时费力,成本高。现广泛采用数值模拟技术来预测溢流坝流场内各种水流现象、坝面压强等各种水力学指标。但数值模拟方法存在实时性、交互性差等缺点。采用纳维-斯托克斯方程模型模拟湍流,利用光滑流体动力学方法对多孔溢流坝泄洪水流进行三维模拟仿真,分别对不同闸门开启情况下水流的形态、压力分布、流速状况进行了分析。通过与实验结果比较表明,建立的模型能够较逼真地模拟真实的场景,可为溢流坝工程设计提供参考依据。

关键词: 溢流坝, 虚拟仿真, 光滑流体动力学, 水流形态, 压力, 流速

Abstract: Overflow dam is one of hydraulic structures widely used in the water conservancy projects. The surface structure of overflow dam and the open mode of sluice gate have huge influence to the flood flow. The Navier-Stokes equation was used as the turbulence control equation. The Smoothed Particle Hydrodynamics method was used to simulate the 3D flood flow. The shape of water flow and the distribution of pressure and the distribution of flow velocity were respectively analyzed in the case of different gate opening state. The experimental results show that the virtual simulation of overflow dam is the same as the real situation. It is feasible to carry out design of overflow dam with the simulation model.

Key words: overflow dam, virtual simulation, smoothed particle hydrodynamics(SPH), shape of water, pressure, velocity

中图分类号:

TP391.41

方贵盛, 王洪发. 多孔溢流坝泄流三维虚拟仿真[J]. 系统仿真学报, 2015, 27(10): 2567-2574.

Fang Guisheng, Wang Hongfa. Three-dimensional Virtual Simulation of Overflow Dam[J]. Journal of System Simulation, 2015, 27(10): 2567-2574.

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