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基于FLUENT的土石坝逐渐溃坝水流模拟

作　者: 林长强
导　师: 王乘
学　校: 华中科技大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 溃坝逐渐溃 FLUENT 水流模拟
分类号: TV122.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 65次
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内容摘要

溃坝问题由于其产生的巨大灾害而显得十分重要。溃坝水流模拟可以分为瞬间溃和逐渐溃。目前的水流模拟主要是研究瞬间溃。然而,作为应用最广泛同时也是溃决数量最多的坝型,土石坝的溃决方式大多数是逐渐溃。故本文应用通用计算流体力学软件FLUENT,对土石坝逐渐溃的水流模拟进行了尝试。本文首先从溃坝水流模拟和土石坝溃决机理两方面简要回顾了目前溃坝研究的现状。在此基础上,与目前主流研究二维溃坝不同,本文引入了三维计算流体力学软件FLUENT对溃坝水流进行了三维模拟,并结合多个试验和经典假设算例,充分验证了该软件在溃坝水流模拟方面的可行性。在溃口发展模拟方面,本文采用OSMAN侵蚀崩塌模型,该模型基于物理分析,考虑了实时水流、坝体材料、边坡稳定等因素对溃口扩展的影响,较其他模型更为合理。最后,本文利用FLUENT的动网格技术和用户自定义函数,编制了基于FLUENT的土石坝逐渐溃坝水流模拟模型程序,得出了溃口与溃坝水流相互影响下的溃口扩展过程及相应的水流形态。同时通过编制程序也获得了溃口的流量发展过程。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
绪论  8-15
  1.1 溃坝研究背景及意义  8-9
  1.2 溃坝国内外研究进展  9-14
  1.3 本文主要研究内容  14-15
2 水流数值模拟方法基本理论  15-21
  2.1 概述  15
  2.2 控制方程  15-16
  2.3 湍流模式  16-17
  2.4 VOF 模型  17-18
  2.5 FLUENT 用户自定义函数  18-19
  2.6 FLUENT 动网格技术简介  19
  2.7 本章小结  19-21
3 土石坝漫顶溃坝机理研究  21-29
  3.1 引言  21
  3.2 土石坝漫顶破坏溃口发展机理  21-26
  3.3 土石坝漫顶破坏溃口发展数值模型  26-28
  3.4 本章小结  28-29
4 瞬间溃坝水流模拟与验证  29-38
  4.1 瞬间溃坝水流模拟方法  29-30
  4.2 溃坝算例验证  30-36
  4.3 本章小结  36-38
5 逐渐溃坝水流模拟分析  38-54
  5.1 逐渐溃坝水流模拟方法  38-39
  5.2 逐渐溃坝水流模拟与分析  39-53
  5.3 本章小结  53-54
6 结论与展望  54-56
  6.1 论文总结  54
  6.2 研究展望  54-56
致谢  56-57
参考文献  57-60

基于FLUENT的土石坝逐渐溃坝水流模拟

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