Latticework法在水电站工程流固耦合问题中的应用

摘要

近年来，我国水电事业发展迅速，一大批水电站正在规划、设计和兴建中，水电站工程中涉及到大量的流固耦合问题。从十九世纪中叶以来，液体的非恒定流动一直是人们研究的课题。在水利水电工程中，当流道横向尺度与纵向尺度相当时，水流的二维和三维特性往往比较明显，用一维方法进行水力过渡过程计算一般难以反映实际，因此分析多维计算分析方法势在必行。 本文采用了Latticework法的基本理论和计算方法，对水利水电工程中经常遇到的流固耦合问题进行了较为深入的研究，并用实例表明此法的稳定性和可靠性。 首先，本文系统总结了多维流体数值计算的方法，提出了全文的主要内容和创新点，详细介绍了流固耦合和Latticework法的基本理论和计算方法。其次，将Latticework法应用于水利水电工程实践中，在Latticework法对水库一大坝相互作用的研究基础上，将其理论应用于长廊式调压室结构与动水压力相互作用问题中，研究了调压室的受力情况， Latticework法可以较好地在计算模型中反映调压室洞室的荷载和边界约束条件等因素。还将Latticework法应用于简单圆筒式调压室结构与动水压力相互作用的流固耦合计算中，随着调压室结构尺寸增大，调压室结构的应力值显著增大，因此，在满足水电站运行要求的情况下，应该尽量减少调压室的结构尺寸。在算例分析中，将考虑流固耦合和不考虑流固耦合的问题进行比较，发现，在工程实际中流固耦合的影响在一定程度上是不容忽视的。最后，对全文所做工作进行了总结，并指出了有待进一步深入研究的相关问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1论文背景及研究意义

1.2多维流体数值计算方法的进展过程

1.3主要研究内容和创新点

第二章流固耦合的基本原理及其求解方法

2.1流固耦合的简介

2.2常用流固耦合计算方法

2.3库-坝动水压力的研究进展

2.4 小结

第三章Latticework法基本理论与计算方法

3.1 Latticework法基本原理

3.2 Latticework法网格计算方法

3.3 Latticework法边界条件处理

3.4 小结

第四章水电工程中的应用实例分析

4.1水库大坝相互作用

4.2长廊式调压室结构与动水压力相互作用

4.3简单圆筒式调压室结构与动水压力的作用

4.4小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢