排灌机械工程学报

作者：张天翔,俞晓东,贺蔚,张健,肖洋,

单位：1. 河海大学水利水电学院, 江苏 南京 210098; 2. 河海大学水安全与水科学协同创新中心, 江苏 南京 210098

关键词：横向取水口,流态分析,模型试验,VOF,旋涡

基金：国家自然科学基金资助项目(51909070);中央高校基本科研业务费项目(B200202157,B200201024,2019B11114);江苏省自然科学基金资助项目(BK20190488)

明渠岸边横向取水是一种常见的取水形式,在明渠主河道与横向取水口衔接处,横向取水易产生旋涡引起取水效率降低,其影响因素及机理有待进一步探明.基于水气两相VOF方法,以中国南方某横向取水工程为例,建立了三维数值模型,并对横向取水过程中引起的旋涡进行数值模拟,探究其产生机理.同时定量分析了衔接段圆弧半径、主河道及取水流速3个因素对旋涡的影响,并通过物理模型试验进行了验证.结果表明横向取水衔接段由于河道突然扩散,导致水流脱离边壁,极易形成旋涡.同时衔接段圆弧半径、主河道及取水流速均会对涡带的生、消和形状产生重要影响.当衔接段圆弧半径变大、主河道和取水流速变小时,单个旋涡半径变小,存在时间也会有所缩短,整个涡带的存在范围也有所缩小.研究进一步深化了横向取水的水力学机理,为横向取水口的优化设计提供技术支撑.

来源：2021年第5期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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