| | | | 船閘水動力學數值模擬與工程應用研究 工業技術 楊忠超，陳明著 | | 該商品所屬分類：圖書 -> ε | | 【市場價】 | 640-928元 | | 【優惠價】 | 400-580元 | | 【出版社】 | 科學出版社 | | 【ISBN】 | 9787030435521 | | 【折扣說明】 | 一次購物滿999元台幣免運費+贈品
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| 版本 | 正版全新電子版PDF檔 | | 您已选择： | 正版全新 | 溫馨提示：如果有多種選項，請先選擇再點擊加入購物車。*. 電子圖書價格是0.69折，例如了得網價格是100元，電子書pdf的價格則是69元。
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| | 內容介紹 | |
出版社：科學出版社 ISBN：9787030435521 商品編碼：68382804200 開本：16開 出版時間：2015-03-01 頁數：208 字數：300000 代碼：78
"| 商品基本信息，請以下列介紹為準 | | 商品名稱： | 船閘水動力學數值模擬與工程應用研究 | | 作者： | 楊忠超，陳明著 | | 代碼： | 78.0 | | 出版社： | 科學出版社 | | 出版日期： | 2015-03-01 | | ISBN： | 9787030435521 | | 印次： | | | 版次： | 1 | | 裝幀： | 平裝 | | 開本： | 16開 |
| 內容簡介 | | 《船閘水動力學數值模擬與工程應用研究》基於RNGk-ε雙方程紊流模型,分別以烏江銀盤船閘輸水繫統充水閥門段、廣東北江裡船閘、西江貴港船閘為研究對像行如下研究#船閘閥門三維水動力特性和體型優化；帶格柵消能室的環繞短廊道輸水繫統的三維非恆定水力特性和船閘引航道水動力特性；格柵消能室的消能特性,單明溝、雙明溝和三明溝的消能特性,以及明溝和蓋板的消能特性；並基於“船舶-水流”耦合動力響應,開發研究了一套閘室船舶繫纜力數值模擬的並行計算程序?這些研究成果不僅能為實際工程提供可靠的技術支撐,也可為通航樞紐水動力學的教學和研究奠定堅實的基礎? |
| 目錄 | 目錄
第1章緒論1
1.1船閘水動力學研究的主要內容1
1.2研究現狀1
1.2.1閥門水動力學1
1.2.2輸水繫統水動力學2
1.2.3消能工水動力學3
1.2.4閘室船舶繫纜力3
1.2.5引航道水動力學4
1.3本書內容5
第2章船閘水動力學三維數值模擬的理論基礎及方法6
2.1紊流基本控制方程6
2.2紊流模型6
2.2.1直接數值模擬6
2.2.2雷諾時均法7
2.2.3大渦模擬10
2.3方程離散10
2.3.1二維情況11
2.3.2三維情況14
2.4壓力修正算法14
2.5邊界條件15
2.5.出口邊界條件15
2.5.壁處理15
2.6自由水面的VOF法模擬17
2.7動網格技術18
2.7.1彈簧光順法18
2.7.2局部網格重構法19
2.8CFD軟件應用20
2.8.1GAMBIT20
2.8.2FLUENT20
2.8.3TECPLOT21
2.8.4CFD軟件在船閘水動力學中的應用21
2.9小結22
第3章船閘閥門水動力特性數值模擬23
3.1概述23
3.2幾何模型23
3.3計算工況24
3.4網格剖分及邊界條件25
3.4.1網格剖分25
3.4.2邊界條件26
3.5流量時空演化26
3.6流態及流速時空演化28
3.7壓力時空演化61
3.7.1平面閥門方案61
3.7.2設計方案67
3.7.3門型比較74
3.7.4優化方案74
3.8紊流動能k、紊流動能耗散率ε分布86
3.9小結90
第4章船閘整體輸水繫統水動力特性數值模擬91
4.1概述91
4.2幾何模型91
4.3網格剖分及邊界條件93
4.4模型驗證93
4.4.1水位、流量驗證93
4.4.2流速驗證94
4.4.3閘室水體紊動特性驗證97
4.5閘室水力特性97
4.5.1閘室斷面流線、流場分布98
4.5.2閘室自由水面紊動情況104
4.5.3格柵孔出流流量分布107
4.6小結108
第5章船閘消能工消能特性數值模擬109
5.1概述109
5.2格柵消能109
5.2.1消能效果109
5.2.2消能水流結構和機理111
5.3明溝消能116
5.3.1幾何模型116
5.3.2模型驗證116
5.3.3計算工況118
5.3.4成果分析118
5.4明溝與蓋板消能比較127
5.4.1幾何模型127
5.4.2模型驗證128
5.4.3流速分布131
5.4.4流態比較141
5.4.5流速比較141
5.5小結142
第6章閘室船舶繫纜力數值模擬143
6.1概述143
6.2計算條件143
6.2.1船體參數143
6.2.2船舶約束邊界143
6.3計算原理145
6.3.1船舶縱向和橫向受力方程145
6.3.2船舶運動方程146
6.4“船舶—水流”耦合作用並行計算程序147
6.4.1並行原理及並行結構147
6.4.2程序設計與調試148
6.5數值方法與驗證149
6.5.1數值方法149
6.5.2船舶位移及繫纜力驗證152
6.5.3數值模擬結果分析154
6.6小結159
第7章船閘引航道水動力數值模擬160
7.1概述160
7.2引航道數學模型的建立160
7.2.1二維水流數學模型160
7.2.2幾何模型及網格剖分163
7.2.3數模驗證165
7.3計算工況及通航指標167
7.3.1雙線船閘運行方式167
7.3.2特征水位組合167
7.3.3計算工況與水位組合168
7.3.4通航指標168
7.3.5測點布置168
7.4上引航道非恆定流計算成果分析169
7.4.1雙線船閘同時運行169
7.4.2一線船閘單獨運行173
7.4.3二線船閘單獨運行176
7.4.4一線船閘先開，二線船閘後開179
7.4.5二線船閘先開，一線船閘後開183
7.5下引航道非恆定流計算成果分析186
7.5.1雙線船閘同時運行186
7.5.2一線船閘單獨運行190
7.5.3二線船閘單獨運行193
7.5.4二線船閘先開，一線船閘後開196
7.6船閘灌、洩水對上、下引航道通航條件的影響分析199
7.6.1船閘灌水對上引航道通航條件的影響199
7.6.2船閘洩水對下引航道通 |
| 編輯 | | 《船閘水動力學數值模擬與工程應用研究》適於水利工程領域研究人員、工程設計人員, 以及相關學科的研究生閱讀? |
| 摘要 | 第1章緒論
1.1船閘水動力學研究的主要內容
船閘是用於過往船舶通過水利樞紐的一種建築物(圖1.1)，俗稱過船建築物，又稱通航建築物?船閘是通航建築物中歷史悠久和數量多的型式?前214年(秦始皇三十三年)，就有開鑿靈渠，設置陡門，用以調整航段的水位落差，使船舶順利通過的實例，陡門即是船閘的雛形?據不統計，目前全有船閘3000座以上，約占通航建築數的97%；在我900座通航建築物中，船閘約數的90%?船閘水動力學是船閘工程建設中的關鍵技術問題之一，主要涉及閘閥門水動力學、船閘輸水繫統和消能工水動力學以及引航道水動力學等問題?
圖1.1船閘實景圖
1.2研究現狀
長期以來，顧及船閘復雜的紊流場，研究均以物理模型試驗為主，但物理模型試驗受制於量測手段，不能得到輸水繫統中的水流細部流動特性?相比之下，數值模擬具有省時省力且便行多方案比選等優點，因而越來越受到人們的重視?本節基於國內外大量研究資料，從閥門、輸水繫統和消能設施、閘室船舶繫纜力以及引航道等方面對數值模擬在船閘水動力學中的發展狀況予以闡述?
1.2.1閥門水動力學
船閘輸水閥門每天頻繁作，工作條件復雜，在非恆定高速水流作用下，極易在閥門段、分流口等部位形成空化，嚴重時可能導致閥門及輸水廊道空蝕破壞，威脅建築物及通航?對於高水頭船閘而言，上述復雜的水力學問題更為凸出，一直是船閘設計中的關鍵技術難題?
目前，針對船閘閥門段的三維水流數值模擬研究，國內外已取得較大發展?鋻於對船閘灌洩水過程閥門井水位變化的考慮，Hammack和Stockstill[1]通過RANS方程，采用自適應水力特性的數值計算方法(ADH法)，對約翰德船閘的輸水閥門廊道段水動力行了三維數值模擬，得到各個典型閥門開度情況下的流速和壓力分布情況?在國內，王玲玲等[2]采用k-ε雙方程模型對三峽船閘充水繫統閥門行了二維數值模擬；馬崢等[3]對三峽船閘末級閘閥門段輸水廊行了數值模擬，對閥門段輸水廊道的內部水流流動特行了分析，並研究了閥門後廊道頂部的壓力特性等?王智娟等[4]運用k-ε雙方程，結合VOF模型，對烏江銀盤船閘閥門段水力特行了三維數值模擬，並通過一繫列的體型優化，終確定了方案?基於輸水閥門對流量影響的考慮，楊忠超、李洪奇等[5-8]在前人研究的基礎上，采用了動網格技術，采用VOF方法，實現了對輸水閥門廊道段的三維水流動態模擬，通過分析閥門段水流急變分離的流態、流速、壓力等水力特性參數的時空演化規律，確定出了較優體型，成功解決了高水頭船閘閥門水力學難題?不難看出，計算流體力學(CFD)在船閘閥門水力學研究中日趨成熟，為實際工程應用提供了堅實的技術支撐?
1.2.2輸水繫統水動力學
船閘輸水過程是船閘運行的關鍵環節，而船閘正常運行主要依賴於輸水繫統設計性能，其核心在於輸水繫統水動力學的研究?國外在船閘輸水繫統水動力學數值模擬方面取得了較大發展，美國陸軍工程兵團水道試驗站於1975年提出了預測校正法，並隨即開發了H5320水力計算程序?在80年代，針對高水頭分散輸水繫統，基於FORTRAN語言開發編寫了HLOCK水力計算程序[9]?對船閘輸水繫統多支孔出流情況，Stockstill等開發研究了一套用於確定廊道及支孔射流流量及壓力分布情況的水力計算程序[10]?他們通過RANS方程，采用自適應水力特性的數值計算方法(ADH法)，對閘室自由表面采用滑移網格技行捕捉，對美國某船閘的整體輸水繫統水動力行了三維數值模擬[11]?Stockstill等在船閘輸水繫統水動力學研究方面雖采用了三維數值模擬計算手段，但並未將輸水閥門考慮到計算模型中，即未考慮輸水閥門對輸水流量 |
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