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宽顶堰淹没出流水气二相流数值模拟.pdf
第4期 广东水利水 电 No．4
2011年4月 GUANGD0NG WATER RES0URCESAND HYDR0P0WER Apr．2011
宽顶堰淹没出流水气二相流数值模拟
羌鑫梁 ，沈 华
(1．上海勘测设计研究院，上海 200434；2．江苏省海宏建设工程有限公司，江苏 南通 226006)
摘 要：采用VOF方法对宽顶堰淹没 出流进行水气二相流数值模拟，其数值计算结果与模型试验结果比较吻合，表明宽顶
堰淹没 出流水气二相流数值模拟是可行 的。
关键词 ：宽顶堰 ；淹没出流；模型试验；数值模拟；VOF方法
中图分类号：TV132 ．21 文献标识码：B 文章编号：1008一叭12(2011)04—0004—05
引言 3)紊流的时均方程
宽顶堰淹没出流是一种最为常见的水流现象。为 为了考虑脉动的影响，目前常采用时间平均法，即
了摸清水流现象，以往的研究，一般采用模型试验。随 对 N—S方程作时均演算，并采用布辛涅斯克关于紊动
着计算机技术的飞速发展 ，计算流体力学得到了迅速发 粘性系数的假设，可得到紊流时均运动的动量方程即雷
展，从而采用数值模拟的方法研究水流现象El益成为可 诺方程，其张量表达形式为：
能。宽顶堰出流具有几个特点：①闸下水流紊动性强； 警+ 一筹+[xi
② 自由表面随时间不断变化 ，求解其瞬时位置 比较麻 一 P “d／,，] (4)
烦。针对以上问题，本文从 N—S方程 着手，采用紊 其中雷诺应力为：
流模型 ，用 VOF自由表面跟踪的方法 对其进行紊 一
p = + )一 (5a)
：
流数值模拟。
其中涡粘性系数为：
1 数值计算理论
L2
1．1 控制方程 = C (5b)
+
1)连续性方程(质量守恒方程)
1．2 RNG 一 紊流模型
连续性方程即质量守恒定律的数学表达式，直角坐
因为雷诺应力和紊流的粘性系数均是未知的，所以
标系下的张量表达形式为：
雷诺方程是不封闭的，需要补充建立与未知量有关的输
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