旋流排螺装置内水流特性数值模拟

doi:10.11988/ckyyb.20161086

院报 ›› 2018, Vol. 35 ›› Issue (2): 57-61.DOI: 10.11988/ckyyb.20161086

旋流排螺装置内水流特性数值模拟

王俊洲^1,2,闵凤阳¹,郝婕妤¹,范北林¹,王家生¹

1. 河流研究所,武汉 430010;
2.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,武汉 430072

收稿日期:2016-10-20 出版日期:2018-02-01 发布日期:2018-03-01
通讯作者: 闵凤阳(1983-),男,湖北宜昌人,高级工程师,硕士,主要从事水利血防及河流生态的研究。E-mail:minfengyang1983@163.com
作者简介:王俊洲(1990-),男,湖北麻城人,博士研究生,主要从事河流生态研究。E-mail:744984879@qq.com
基金资助:
长江水利委员会血防项目(CKSG2013136/HL)

Numerical Simulation on Flow Characteristics inVortex Basin for Oncemelania

WANG Jun-zhou^1,2, MIN Feng-yang¹, HAO Jie-yu¹, FAN Bei-lin¹, WANG Jia-sheng¹

1.River Department, Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China;
2.State KeyLaboratory of Water Resources and Hydropower Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China

Received:2016-10-20 Online:2018-02-01 Published:2018-03-01

摘要/Abstract

摘要： 旋流排螺装置借鉴旋流排沙的原理,通过装置内产生的螺旋流使水和钉螺分离。为了探明装置内水螺分离机理,必须研究其流场全面图景。采用雷诺应力模型(RSM),结合流体体积函数(VOF)方法对旋流排螺装置的水气两相流进行三维数值模拟研究,并分析研究二次流分布特性。计算的自由水面和三维流速分布均与试验结果吻合较好。计算结果表明:切向流速分布呈现强迫涡特征,流速随半径的减小而减小;隔板能够抑制边壁处向上运动的水流、减弱携钉螺溢出的二次环流,对钉螺的有效排除有着关键作用。研究成果可为控制涵闸渠道钉螺扩散,改进旋流排螺装置提供技术技撑。

关键词: 旋流排螺, 数值模拟, 水流特性, 二次流, 隔板

Abstract: Similar to the principle of desilting funnel, vortex basin for oncemelania separates oncemelania from water by spiral flow. A full understanding of the flow field in the vortex basin is essential to investigating into the separation mechanism. In this paper, the Reynolds Stress Model and VOF method are applied to simulate water-air two-phase flow in vortex basin. The calculated results of free surface and three-dimensional velocity are in good agreement with experimental data. The simulation results show that tangential velocity reduces with the decrease of distance from the center of the basin, resembling the velocity distribution of forced vortex. Analysis on the distribution of secondary flow indicates that deflector plays a key role in the efficient removal of oncemelania by suppressing the upwelling current on the sidewall and weakening the secondary flow carrying oncemelania.The research result offers technical support for controlling oncemelania and improving vortex basins.

Key words: vortex basin for oncemelania, numerical simulation, flow characteristics, secondary flow, deflector

中图分类号:

王俊洲,闵凤阳,郝婕妤,范北林,王家生. 旋流排螺装置内水流特性数值模拟[J]. 院报, 2018, 35(2): 57-61.

WANG Jun-zhou, MIN Feng-yang, HAO Jie-yu, FAN Bei-lin, WANG Jia-sheng. Numerical Simulation on Flow Characteristics inVortex Basin for Oncemelania[J]. JOURNAL OF YANGTZE RIVER SCIENTIFIC RESEARCH INSTI, 2018, 35(2): 57-61.

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Numerical Simulation on Flow Characteristics inVortex Basin for Oncemelania

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