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专利号: 2017105893853
申请人: 浙江海洋大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-02-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种洞塞后部回流长度的计算方法,其特征在于,包括:步骤一:确认洞赛后部回流长度Lb的主要影响因素;

步骤二:根据主要影响因素,得出洞赛后部回流区长度Lb的无量纲方程,其中,无量纲方程为:Lb=f(ρ,μ,D,d,T,u);

步骤三:模拟计算洞赛水流数值;

步骤四,得出洞赛相对回流区长度的计算公式,其中,计算公式为:lb=-7.14(d/D)2+

3.25(d/D)+2.82,且上述公式所适用的范围为:雷诺数Red大于105,且孔径比d/D=0.4~

0.8;

其中,Lb为洞赛后部回流区长度;ρ为水流密度;μ为水流动力粘度;d为洞赛直径;D为泄洪洞直径;T为洞赛厚度;u为泄洪洞内平均流速;lb为洞赛相对回流区长度;d/D为孔径比。

2.根据权利要求1所述的一种洞塞后部回流长度的计算方法,其特征在于,根据步骤二中的无量纲方程,得出洞赛相对回流区长度的无量纲方程:lb=f(d/D,T/D,Red),其中,lb为洞赛相对回流区长度;d/D为孔径比;T/D为厚径比;Red为雷诺数。

3.根据权利要求1或2所述的一种洞塞后部回流长度的计算方法,其特征在于,步骤三包括:步骤A:建立模型方程组;

步骤B:分别处理各个边界条件的方法;

步骤C:试验相对回流区长度与雷诺数的关系,以及在特定雷诺数的情况下,相对回流区长度的试验结果。

4.根据权利要求3所述的一种洞塞后部回流长度的计算方法,其特征在于,步骤A中所要建立的模型采用RNG k-ε模型,其中,RNG k-ε模型的控制方程包括如下方程组:质量守恒方程、动量守恒方程、k-方程以及ε-方程。

5.根据权利要求3所述的一种洞塞后部回流长度的计算方法,其特征在于,步骤B中的边界条件包括入流边界、出流边界、对称边界以及壁面边界,其中,针对上述各个边界的处理方法如下:入流边界涉及入流平均流速、湍流动能分布以及湍流动能耗散率分布,其数学表达式分别为:uin=u0;k=0.0144u02;ε=k1.5/(0.5R),其中,u0表示为泄洪洞入口平均流速;R表示为泄洪洞半径;uin表示泄洪洞进口平均流速;

出流边界的处理方法:假定出流充分发展;

对称轴边界的处理方法:假定径向速度为0,且各变量沿径向的梯度均为0;

壁面边界的处理方法:边界层流中采用无滑移假定,也就是说,壁面边界的速度与边界节点速度分量都相等。