跌坎突扩型消力池脉动压力大涡模拟研究

摘要

针对跌坎突扩型消力池底板脉动压力分布较为复杂等问题,基于FLOW-3D软件,采用大涡模型和tru VOF法,模拟得出消力池底板的时均压强、脉动压强均方根、功率谱密度等时均量和脉动量特性,并将模拟结果与试验结果进行对比分析。结果表明:大涡模型能够较好模拟跌坎突扩型消力池底板的水流脉动压力,消力池内水跃区脉动压力主要受低频大尺度旋涡影响。在此基础上,对跌坎突扩型消力池底板脉动压力分布规律进行定性和定量分析,深入研究发现:脉动压强均方根最大值位于消力池前部与泄槽边墙延长线附近区域,涡体和流速脉动分别为影响底流旋滚区和附壁射流区底部脉动压力分布的主要因素,而冲击区由两者共同导致。