VirtualFlow | 溢洪道水力特性数值模拟

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泄水建筑物是保证水利枢纽和水工建筑物的安全、减免洪涝灾害的重要的水工建筑物。在泄水建筑物中，溢洪道是一种最为常见、最广泛使用的建筑物，它的泄流能力和安全运行直接影响到主体建筑物的安全，而且在现今日益增加的水电工程规模的情况下，它在整个工程中的重要性也越来越突出。

VirtualFlow 溢洪道设计仿真案例

VirtualFlow

通用计算流体力学软件VirtualFlow 独特的前处理技术可实现网格自动快速生成，节约前处理时间。对于界面流问题，VirtualFlow软件可实现界面精确捕捉，可以对溢洪道内液面进行精细的瞬态模拟，通过对不同设计进行仿真，可以得到最优化的设计方案。

以下案例采用通用流体仿真软件VirtualFlow，对新疆某水利枢纽工程溢洪道水力特性进行模拟。

几何模型及网格设置

选取新疆某水利枢纽工程Ⅱ等大（2）型工程的泄水建筑物进行数值模拟。溢洪道由进口引渠段、控制段、泄槽段、挑流段等部分组成。

进口段采用梯形断面，引渠长71.7 m，控制段采用驼峰堰，堰顶高程642.50 m，堰高2.5m，溢流堰设单孔净宽14m，闸墩厚度2.5m，控制段长25.0m，顶高程657.00 m，堰后接长250 m整体式矩形断面泄槽，末端底板高程为 605.418 m，底宽由控制段处的17.5m渐变为10m，渐变段长50 m。泄槽前段130 m纵坡为i=1∶15，其余120 m为i=1∶5，出口段采用挑流消能，挑流鼻坎长15.5 m，宽10 m，鼻坎高程 607.491 m。

溢洪道设计图

采用VirtualFlow进行计算，以1：1尺寸的几何模型作为流体域，并用IST网格技术自动生成高质量六面体网格，几何模型、网格和边界条件如下图所示。

溢洪道几何模型、网格及边界条件设置

边界条件设置

1	水流入口边界：压力入口边界，服从静压分布，根据上游水位高程，通过加载高级初始化文件进行设置；
2	空气入口边界：压力入口边界，总压强为大气压强；
3	出口边界：压力出口边界，总压强为大气压强；
3	其余边界：壁面（wall）边界。