基于flow-3d计算平台的水沙模拟研究毕业论文

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1、存档编号NorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower毕业论文题目基于FLOW-3D计算平台的水沙模拟研究——子课题B学院水利学院专业港口航道与海岸工程姓名王宏飞学号201103602指导教师薛海完成时间75独立完成与诚信声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均

2、已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名：指导导师签名：签字日期：签字日期：75毕业设计（论文）版权使用授权书本人完全了解华北水利水电学院有关保管、使用毕业设计（论文）的规定。特授权华北水利水电学院可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）原件或复印件和电子文档（涉密的成果在解密后应遵守此规定）。毕业设计（论文）作者签名：导师签名：签字日期：签字日期7

3、5摘要4Abstract5第一章流体力学简介71.1流体力学（CFD）简介71.1.1流体力学（CFD）的特点71.1.2流体力学（CFD）的控制方程81.1.3流体力学（CFD）的求解过程10第一章FLOW-3D软件简介142.1FLOW-3D软件简介142.1.1FLOW-3D软件的特点142.1.2FLOW-3D软件的核心技术162.1.3FLOW-3D的相关应用软件18第三章FLOW-3D软件模拟功能初探203.1FLOW-3D模拟流程分析203.2FLOW-3D算例简介213.3FLOW-3D算例目的223.4FLOW-3D算例模拟过程2

4、23.4.1模型简化223.4.1FLOW-3D工作窗介绍233.4.2FLOW-3D模拟过程243.5FLOW-3D算例模拟结果303.5.1分析参数设定303.6本章小结39第四章FLOW-3D在曲线型实用堰设计中的运用探究404.1研究背景404.2曲线型实用堰404.3曲线型实用堰剖面介绍404.4曲线型实用堰研究意义424.5曲线型实用堰优化设计及水流压强、流速分布434.5.1曲线型实用堰模型简化434.5.2工况设置444.5.3模型参数设置454.5.4模拟结果分析464.6实用堰挑流水舌分析494.6.1建立不同工况504.6.2

5、运用FLOW-3D模拟计算四种工况的水舌变化514.6.2模拟结果57754.6.3用理论计算值检验模拟运算结果574.6.4结果分析594.7本章小结61第五章结论与展望625.1本文研究成果625.1.1平顶型底坎的闸孔出流模拟结论625.1.2实用堰模拟结论625.2展望63参考文献65外文翻译6575基于FLOW-3D计算平台的水沙模拟研究——子课题B摘要FLOW-3D是高效能的仿真计算工具，它能够根据用户自行定义的多种物理模型，应用于各种不同的工程领域。FLOW-3D可以描述非常复杂的流场运动，精确预测自由液面流动，同时多网格区块建立技术

6、能够大幅度的提升计算效率。完善的功能使其广泛应用于水利、铸造、船舶、航天、微机电等行业。本文应用FLOW-3D软件，对平顶型底坎的闸孔出流、曲线型实用堰剖面进行了模拟，并对所得的模拟结果进行了相应的成果分析和理论分析，验证了FLOW-3D软件的解决实际工程问题的能力，同时也为以后解决相关问题提供了一条新的思路。通过运用FLOW-3D软件进行数值模拟，本文主要进行了以下工作：（1）通过对不同工况的平顶型底坎的闸孔出流的模拟，介绍了FLOW-3D进行模拟计算的具体操作步骤。并通过对模拟结果的观察，可以清晰的看到在闸孔下游（0.5-1.0）e距离处，形成

7、水深为hc的最小的收缩断面，验证公式hc=ε2e的正确性，反映了FLOW-3D软件反应实际问题的能力。（2）基于FLOW-3D软件，对于曲线型实用堰剖面设计作了系统地分析，根据模拟的不同剖面，对比其堰面压强、过堰水流及对下游水流的影响，选择压面负压区小、过流能力相对较大、下游水流稳定的剖面设计；之后，依据选取的堰型剖面，进一步设计其末端的挑坎，针对其挑角，设立四种工况，旨在研究挑角对挑流水舌的影响。通过模拟发现，随着挑流角度（约在45°以内）的增大，水流挑射高度也就越高，空中射程越远，这与理论计算结果高度吻合。关键词：FLOW-3D；闸孔出流；实用

8、堰；挑角75FLOW-3D-basedComputingPlatformForNumericalSimulationOfW