U形渠道直壁式定量水槽水力特性试验研究与数值模拟

摘要

灌区的量水设施是衡量灌区本身灌溉用水管理水平的标尺，是对用水量监控和计量的基本条件，U形渠道直壁式量水槽由于具有结构设计简单合理、施工方便、坚固实用、精度较高，另一方面又造价低廉，观测快捷，是可选的量水设施之一。通过在U形渠道中(直径为40cm)，选取三种坡度(I：1/600,1/700,1/800)的直壁式量水槽进行试验，试验选取22种工况对水位、流量、流速以及其他数据进行采集和分析，对原始数据进行试验结果分析，并结合现有的u形渠道的资料进行对比。研究U形渠道直壁式量水槽的水力特性，推求流量表达式，观测各工况下量水渠道前后的水流流态;确定各工况下的水位流量关系曲线和计算方法；确定量水渠道前后直段的最小距离;确定渠道现场流量计量的操作方法。
　　 选用标准k-s紊流模型，引入流体体积分数(VOF)模型对U形直壁式量水槽流场进行三维数值模拟，并将模拟结果与实测结果、公式计算结果进行对比，并运用物理试验数据对数值模拟方法得出的模拟数据进行验证，以物理模型的试验数据为基础，采用数值模拟方法对不同坡度的工况进行预测。
　　 本文比较系统地分析和研究了直壁式量水槽在U形渠道上量水的特性和实际应用的可行性，从试验研究和理论分析中可以得出，U形渠道直壁式量水槽具有测流精度高、水头损失较小、构造简单、外形美观等优点。初步研究结果表明，U形渠道直壁式量水槽可以作为U形渠道量水设施予以推广，具有一定的实际应用价值。

目录

1 前言

2 U形渠道直壁式量水槽试验方案

3 U形渠道直壁式量水槽的测流原理分析及水力计算

4 试验研究与量水槽的性能分析

5 U形渠道直壁式量水槽的数值模拟

6 结论与展望

致 谢

参考文献

作者简介

论文说明:插图与附表清单

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