應用FLUENT研究電站外部流場.pdf

1、由于電站的結構比較復雜，周圍流場多變，因此從水動力的角度開展電站周圍水體流動分析的研究，特別是特征流速的流場研究，有重要的理論意義和實用價值。本文利用計算流體力學軟件FLUENT計算了電站外部流場，為電站建造方案研究提供了基礎，具有一定的理論意義和較大的實用價值，對水利工程研究有積極意義。 對水流繞過電站的流動問題采用方柱繞流進行計算。數(shù)值計算中，采用了非結構化網格對流動區(qū)域進行網格劃分，可以方便地作自適應計算，合理分布網格疏密

2、，提高計算精度。利用有限體積法對方程進行離散，并采用SIMPLE算法進行耦合求解。入口處邊界條件采用Dirichlet條件，出流邊界條件采用Neumann條件，對壁面附近的流動進行特殊的處理，采用了壁函數(shù)方法。 采用RNG k-ε湍流模型進行數(shù)值計算，成功地模擬了三種特征流速情況時電站外部流場，即進口邊界流速分別為0.5m/s、2m/s和14m/s時的流速和壓力分布以及升力和阻力系數(shù)變化曲線。并與文獻結果進行比較，本文結果與方柱

3、繞流的速度矢量分布以及方柱后面繞流形成的回流區(qū)規(guī)律一致。 成功地模擬出了尾渦的周期發(fā)放、演化和傳播的結構特性及其阻力特性。對于不同進口邊界流速情況下，尾渦的形態(tài)會隨流速的變化而產生一定的變化。當流速較低時，尾渦會拖得比較長，隨著流速的增加，尾渦長度會隨之縮短。 對電站結構的不同部位在不同進口邊界流速情況的壓強分布進行分析，提出了電站結構邊界的壓強分布及其規(guī)律，可以有效的指導電站的結構分析。電站的迎流面的水流壓強分布是不均