船闸水动力学数值模拟与工程应用研究

作者: 杨忠超著 , 陈明著

出版社: 科学出版社

出版时间: 2015-03

版次: 1

ISBN: 9787030435521

定价: 78.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 208页

字数: 300千字

正文语种: 简体中文

分类: 工程技术

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　　《船闸水动力学数值模拟与工程应用研究》基于RNGk-ε双方程紊流模型，分别以乌江银盘船闸输水系统充水阀门段？广东北江里船闸？西江贵港船闸为研究对象，进行如下研究#船闸阀门三维水动力特性和体型优化；带格栅消能室的环绕短廊道输水系统的三维非恒定水力特性和船闸引航道水动力特性；格栅消能室的消能特性，单明沟？双明沟和三明沟的消能特性，以及明沟和盖板的消能特性；并基于“船舶-水流”耦合动力响应，开发研究了一套闸室船舶系缆力数值模拟的并行计算程序，这些研究成果不仅能为实际工程提供可靠的技术支撑，也可为通航枢纽水动力学的教学和研究奠定坚实的基础。
第1章绪论
1.1船闸水动力学研究的主要内容
1.2研究现状
1.2.1阀门水动力学
1.2.2输水系统水动力学
1.2.3消能工水动力学
1.2.4闸室船舶系缆力
1.2.5引航道水动力学
1.3本书内容
第2章船闸水动力学三维数值模拟的理论基础及方法
2.1紊流基本控制方程
2.2紊流模型
2.2.1直接数值模拟
2.2.2雷诺时均法
2.2.3大涡模拟
2.3方程离散
2.3.1二维情况
2.3.2三维情况
2.4压力修正算法
2.5边界条件
2.5.1进出口边界条件
2.5.2近壁处理
2.6自由水面的VOF法模拟
2.7动网格技术
2.7.1弹簧光顺法
2.7.2局部网格重构法
2.8CFD软件应用
2.8.1GAMBIT
2.8.2FLUENT
2.8.3TECPLOT
2.8.4CFD软件在船闸水动力学中的应用
2.9小结
第3章船闸阀门水动力特性数值模拟
3.1概述
3.2几何模型
3.3计算工况
3.4网格剖分及边界条件
3.4.1网格剖分
3.4.2边界条件
3.5流量时空演化
3.6流态及流速时空演化
3.7压力时空演化
3.7.1平面阀门方案
3.7.2设计方案
3.7.3门型比较
3.7.4优化方案
3.8紊流动能k?紊流动能耗散率ε分布
3.9小结
第4章船闸整体输水系统水动力特性数值模拟
4.1概述
4.2几何模型
4.3网格剖分及边界条件
4.4模型验证
4.4.1水位?流量验证
4.4.2流速验证
4.4.3闸室水体紊动特性验证
4.5闸室水力特性
4.5.1闸室断面流线?流场分布
4.5.2闸室自由水面紊动情况
4.5.3格栅孔出流流量分布
4.6小结
第5章船闸消能工消能特性数值模拟
5.1概述
5.2格栅消能
5.2.1消能效果
5.2.2消能水流结构和机理
5.3明沟消能
5.3.1几何模型
5.3.2模型验证
5.3.3计算工况
5.3.4成果分析
5.4明沟与盖板消能比较
5.4.1几何模型
5.4.2模型验证
5.4.3流速分布
5.4.4流态比较
5.4.5流速比较
5.5小结
第6章闸室船舶系缆力数值模拟
6.1概述
6.2计算条件
6.2.1船体参数
6.2.2船舶约束边界
6.3计算原理
6.3.1船舶纵向和横向受力方程
6.3.2船舶运动方程
6.4"船舶-水流"耦合作用并行计算程序
6.4.1并行原理及并行结构
6.4.2程序设计与调试
6.5数值方法与验证
6.5.1数值方法
6.5.2船舶位移及系缆力验证
6.5.3数值模拟结果分析
6.6小结
第7章船闸引航道水动力数值模拟
7.1概述
7.2引航道数学模型的建立
7.2.1二维水流数学模型
7.2.2几何模型及网格剖分
7.2.3数模验证
7.3计算工况及通航安全指标
7.3.1双线船闸运行方式
7.3.2特征水位组合
7.3.3计算工况与水位组合
7.3.4通航安全指标
7.3.5测点布置
7.4上引航道非恒定流计算成果分析
7.4.1双线船闸同时运行
7.4.2一线船闸单独运行
7.4.3二线船闸单独运行
7.4.4一线船闸先开，二线船闸后开
7.4.5二线船闸先开，一线船闸后开
7.5下引航道非恒定流计算成果分析
7.5.1双线船闸同时运行
7.5.2一线船闸单独运行
7.5.3二线船闸单独运行
7.5.4二线船闸先开，一线船闸后开
7.6船闸灌?泄水对上?下引航道通航条件的影响分析
7.6.1船闸灌水对上引航道通航条件的影响
7.6.2船闸泄水对下引航道通航条件的影响
7.7小结
参考文献
彩色图版
内容简介:
　　《船闸水动力学数值模拟与工程应用研究》基于RNGk-ε双方程紊流模型，分别以乌江银盘船闸输水系统充水阀门段？广东北江里船闸？西江贵港船闸为研究对象，进行如下研究#船闸阀门三维水动力特性和体型优化；带格栅消能室的环绕短廊道输水系统的三维非恒定水力特性和船闸引航道水动力特性；格栅消能室的消能特性，单明沟？双明沟和三明沟的消能特性，以及明沟和盖板的消能特性；并基于“船舶-水流”耦合动力响应，开发研究了一套闸室船舶系缆力数值模拟的并行计算程序，这些研究成果不仅能为实际工程提供可靠的技术支撑，也可为通航枢纽水动力学的教学和研究奠定坚实的基础。
目录:
第1章绪论
1.1船闸水动力学研究的主要内容
1.2研究现状
1.2.1阀门水动力学
1.2.2输水系统水动力学
1.2.3消能工水动力学
1.2.4闸室船舶系缆力
1.2.5引航道水动力学
1.3本书内容
第2章船闸水动力学三维数值模拟的理论基础及方法
2.1紊流基本控制方程
2.2紊流模型
2.2.1直接数值模拟
2.2.2雷诺时均法
2.2.3大涡模拟
2.3方程离散
2.3.1二维情况
2.3.2三维情况
2.4压力修正算法
2.5边界条件
2.5.1进出口边界条件
2.5.2近壁处理
2.6自由水面的VOF法模拟
2.7动网格技术
2.7.1弹簧光顺法
2.7.2局部网格重构法
2.8CFD软件应用
2.8.1GAMBIT
2.8.2FLUENT
2.8.3TECPLOT
2.8.4CFD软件在船闸水动力学中的应用
2.9小结
第3章船闸阀门水动力特性数值模拟
3.1概述
3.2几何模型
3.3计算工况
3.4网格剖分及边界条件
3.4.1网格剖分
3.4.2边界条件
3.5流量时空演化
3.6流态及流速时空演化
3.7压力时空演化
3.7.1平面阀门方案
3.7.2设计方案
3.7.3门型比较
3.7.4优化方案
3.8紊流动能k?紊流动能耗散率ε分布
3.9小结
第4章船闸整体输水系统水动力特性数值模拟
4.1概述
4.2几何模型
4.3网格剖分及边界条件
4.4模型验证
4.4.1水位?流量验证
4.4.2流速验证
4.4.3闸室水体紊动特性验证
4.5闸室水力特性
4.5.1闸室断面流线?流场分布
4.5.2闸室自由水面紊动情况
4.5.3格栅孔出流流量分布
4.6小结
第5章船闸消能工消能特性数值模拟
5.1概述
5.2格栅消能
5.2.1消能效果
5.2.2消能水流结构和机理
5.3明沟消能
5.3.1几何模型
5.3.2模型验证
5.3.3计算工况
5.3.4成果分析
5.4明沟与盖板消能比较
5.4.1几何模型
5.4.2模型验证
5.4.3流速分布
5.4.4流态比较
5.4.5流速比较
5.5小结
第6章闸室船舶系缆力数值模拟
6.1概述
6.2计算条件
6.2.1船体参数
6.2.2船舶约束边界
6.3计算原理
6.3.1船舶纵向和横向受力方程
6.3.2船舶运动方程
6.4"船舶-水流"耦合作用并行计算程序
6.4.1并行原理及并行结构
6.4.2程序设计与调试
6.5数值方法与验证
6.5.1数值方法
6.5.2船舶位移及系缆力验证
6.5.3数值模拟结果分析
6.6小结
第7章船闸引航道水动力数值模拟
7.1概述
7.2引航道数学模型的建立
7.2.1二维水流数学模型
7.2.2几何模型及网格剖分
7.2.3数模验证
7.3计算工况及通航安全指标
7.3.1双线船闸运行方式
7.3.2特征水位组合
7.3.3计算工况与水位组合
7.3.4通航安全指标
7.3.5测点布置
7.4上引航道非恒定流计算成果分析
7.4.1双线船闸同时运行
7.4.2一线船闸单独运行
7.4.3二线船闸单独运行
7.4.4一线船闸先开，二线船闸后开
7.4.5二线船闸先开，一线船闸后开
7.5下引航道非恒定流计算成果分析
7.5.1双线船闸同时运行
7.5.2一线船闸单独运行
7.5.3二线船闸单独运行
7.5.4二线船闸先开，一线船闸后开
7.6船闸灌?泄水对上?下引航道通航条件的影响分析
7.6.1船闸灌水对上引航道通航条件的影响
7.6.2船闸泄水对下引航道通航条件的影响
7.7小结
参考文献
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