基于水气两相流的泄洪雾化机理及规律研究

• 作者: 张袁宁 刘刚 童富果
• 来源期刊: 水动力学研究与进展A辑
• 关键词: 泄洪雾化 水气两相流 有限单元法 数值模拟 雾化机理
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 学术论文
• 页码范围: 515-525
• 页数: 11页
• 分类号: TV135.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.16076/j.cnki.cjhd.2020.04.013

摘要

泄洪雾化是水利工程中常见的水气掺混现象,通常伴随着强风和强降雨,研究其形成机理与变化规律对保障设备、环境和人员的安全具有重要意义.基于水气两相流理论并采用有限单元法模拟了水布垭溢洪道的泄洪过程,从而分析了雾化的形成机理和时空变化规律,讨论了下泄流速和下泄流量对雾化的影响.结果表明:所采用的模型和算法能较好地模拟泄洪雾化过程;下泄水流经溢洪道相对负压区掺气形成高掺气水流,继而在水舌落水点附近受压力梯度驱动释放气体,该过程中产生的水雾和风动是泄洪雾化形成的重要原因.根据风速和雨强等参量的时空变化规律,泄洪雾化在时间上可分为起泄、波动、过渡和稳定四个阶段,在空间上可分为负压影响区、暴雨区、溅雨区、雾流降雨区、薄雾区和无影响区六个区域.随着下泄流速和下泄流量的增加,风速和水雾浓度递增,流体压强先减后增,可为比较不同泄洪工况下的雾化情况提供参考.