船閘水動力學數值模擬與工程套用研究

《船閘水動力學數值模擬與工程套用研究》是科學出版社2015年3月出版的圖書，作者是楊忠超，陳明。

基本信息

船閘水動力學數值模擬與工程套用研究

,楊忠超，陳明

科學出版社 2015年3月出版

定價：60.00 語種：

標準書號：978-7-03-043552-1 裝幀：平裝

版本：101 開本：16開

責任編輯：成都辦事處 字數：300千字

讀者對象： 頁數：

書類： 冊/包：

編輯部：成都辦事處

附註：

內容簡介

本書目錄專家評論讀者評論我要留言

本書基於RNG雙方程紊流模型，介紹了編者近十年來關於船閘水動力學數值模擬與工程套用的研究成果，包括：（1）以烏江銀盤船閘輸水系統充水閥門段為研究對象，進行了船閘閥門三維水動力特性和體型最佳化研究；（2）以廣東北江濛里船閘為依託，研究了帶格柵消能室的環繞短廊道輸水系統的三維非恆定水力特性，並提出了適用於船閘輸水系統水力設計中重要的水力指標；（3）以廣東北江濛里船閘為依託，研究了格柵消能室的消能特性。以西江貴港船閘為依託，研究了單明溝、雙明溝和三明溝的消能特性。以銀盤船閘為依託，對比研究了明溝和蓋板的消能特性；（4）以廣東北江濛里船閘為依託，基於“船舶—水流”耦合動力回響，開發研究了一套閘室船舶系纜力數值模擬的並行計算程式；（5）以西江貴港船閘為依託，研究了船閘引航道水動力特性。研究成果不僅為實際工程提供了可靠的技術支撐，也可為通航樞紐水動力學的教學和研究奠定堅實的基礎。

目錄信息

第1章緒論1

1.1船閘水動力學研究的主要內容1

1.2研究現狀1

1.2.1閥門水動力學1

1.2.2輸水系統水動力學2

1.2.3消能工水動力學3

1.2.4閘室船舶系纜力3

1.2.5引航道水動力學4

1.3本書內容5

第2章船閘水動力學三維數值模擬的理論基礎及方法6

2.1紊流基本控制方程6

2.2紊流模型6

2.2.1直接數值模擬6

2.2.2雷諾時均法7

2.2.3大渦模擬10

2.3方程離散10

2.3.1二維情況11

2.3.2三維情況14

2.4壓力修正算法14

2.5邊界條件15

2.5.1進出口邊界條件15

2.5.2近壁處理15

2.6自由水面的VOF法模擬17

2.7動格線技術18

2.7.1彈簧光順法18

2.7.2局部格線重構法19

2.8CFD軟體套用20

2.8.1GAMBIT20

2.8.2FLUENT20

2.8.3TECPLOT21

2.8.4CFD軟體在船閘水動力學中的套用21

2.9小結22

第3章船閘閥門水動力特性數值模擬23

3.1概述23

3.2幾何模型23

3.3計算工況24

3.4格線剖分及邊界條件25

3.4.1格線剖分25

3.4.2邊界條件26

3.5流量時空演化26

3.6流態及流速時空演化28

3.7壓力時空演化61

3.7.1平面閥門方案61

3.7.2設計方案67

3.7.3門型比較74

3.7.4最佳化方案74

3.8紊流動能k?紊流動能耗散率ε分布86

3.9小結90

第4章船閘整體輸水系統水動力特性數值模擬91

4.1概述91

4.2幾何模型91

4.3格線剖分及邊界條件93

4.4模型驗證93

4.4.1水位?流量驗證93

4.4.2流速驗證94

4.4.3閘室水體紊動特性驗證97

4.5閘室水力特性97

4.5.1閘室斷面流線?流場分布98

4.5.2閘室自由水面紊動情況104

4.5.3格柵孔出流流量分布107

4.6小結108

第5章船閘消能工消能特性數值模擬109

5.1概述109

5.2格柵消能109

5.2.1消能效果109

5.2.2消能水流結構和機理111

5.3明溝消能116

5.3.1幾何模型116

5.3.2模型驗證116

5.3.3計算工況118

5.3.4成果分析118

5.4明溝與蓋板消能比較127

5.4.1幾何模型127

5.4.2模型驗證128

5.4.3流速分布131

5.4.4流態比較141

5.4.5流速比較141

5.5小結142

第6章閘室船舶系纜力數值模擬143

6.1概述143

6.2計算條件143

6.2.1船體參數143

6.2.2船舶約束邊界143

6.3計算原理145

6.3.1船舶縱向和橫向受力方程145

6.3.2船舶運動方程146

6.4“船舶—水流”耦合作用並行計算程式147

6.4.1並行原理及並行結構147

6.4.2程式設計與調試148

6.5數值方法與驗證149

6.5.1數值方法149

6.5.2船舶位移及系纜力驗證152

6.5.3數值模擬結果分析154

6.6小結159

第7章船閘引航道水動力數值模擬160

7.1概述160

7.2引航道數學模型的建立160

7.2.1二維水流數學模型160

7.2.2幾何模型及格線剖分163

7.2.3數模驗證165

7.3計算工況及通航安全指標167

7.3.1雙線船閘運行方式167

7.3.2特徵水位組合167

7.3.3計算工況與水位組合168

7.3.4通航安全指標168

7.3.5測點布置168

7.4上引航道非恆定流計算成果分析169

7.4.1雙線船閘同時運行169

7.4.2一線船閘單獨運行173

7.4.3二線船閘單獨運行176

7.4.4一線船閘先開,二線船閘後開179

7.4.5二線船閘先開,一線船閘後開183

7.5下引航道非恆定流計算成果分析186

7.5.1雙線船閘同時運行186

7.5.2一線船閘單獨運行190

7.5.3二線船閘單獨運行193

7.5.4二線船閘先開,一線船閘後開196

7.6船閘灌?泄水對上?下引航道通航條件的影響分析199

7.6.1船閘灌水對上引航道通航條件的影響199

7.6.2船閘泄水對下引航道通航條件的影響202

7.7小結204

參考文獻205

彩色圖版209