排灌机械工程学报

作者：卢坤铭,周领*,曹波,刘德有,王欢

单位：1. 河海大学水利水电学院, 江苏 南京 210098; 2. 国网新源水电有限公司新安江水力发电厂, 浙江 建德 311600

关键词：起伏管道,滞留气团,水-气耦合,动态特性,瞬变流

基金：国家自然科学基金资助项目(51679066,51839008);霍英东教育基金会青年教师基金项目(161068)

采用三维CFD方法对起伏管道内水气耦合作用的过程进行建模和模拟,研究气团压缩-膨胀-变形的三维动态特性.在考虑气团压缩性、水体弹性基础上,采用Standard k-ε、RNG k-ε 和Realizable k-ε这3种湍流模型进行模拟研究,并将三维计算结果、现有一维模型计算结果与试验结果进行了对比分析.结果表明:与一维模型相比,所采用的三维CFD模型能够较准确地模拟起伏管道内水流冲击滞留气团瞬变过程中气水形态变化和压力波动;Standard k-ε湍流模型能够较好地模拟压力峰值和波动周期,RNG k-ε 、Realizable k-ε湍流模型次之;整个过程中,水-气两相互相掺混,水-气交界面自由变化,并不垂直于管道中心线,与管道中心线呈一定的夹角存在;三维CFD计算结果可以很好地模拟较短长度气团的动态特性变化.

来源：2020年第4期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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