U形渠道机翼形量水槽水跃数值模拟与试验研究

Numerical simulation and experimental research of hydraulic jumps on the airfoil-shaped measuring flume in U-shaped canal

摘要: 量水槽是灌区常见的特设量水设备,而槽后水力特性是判断其选型是否合理的重要指标之一.以某小型灌区末级灌溉渠系改造工程为原型,针对两种不同工况,采用基于TruVOF方法跟踪自由液面、Favor技术实现网格优化的湍流数学模型,对U形渠道机翼形量水槽水跃问题进行三维数值模拟,分析了水跃的时均流场、共轭水深、发生位置、跃长、断面流速分布以及水跃段能量损失等相关水力特性.采用与原型1∶1比尺的水工模型试验资料对模拟结果进行验证,结果表明,二者吻合较好.通过对实测与数值仿真的共轭水深数据进行统计分析,得到了适用于U形渠道机翼形量水槽水跃共轭水深的近似计算公式.研究结果对机翼形量水槽在平原缓坡灌区末级渠系的应用研究提供了一定的参考和建议.