基于正交试验的泵站进水结构设计参数优化研究

作     者：徐存东 许续 王荣荣 李嘉明 张丽 XU Cundong;XU Xu;WANG Rongrong;LI Jiaming;ZHANG Li

作者机构：华北水利水电大学水利学院河南郑州450046 浙江省农村水利水电资源配置与调控关键技术重点实验室浙江杭州310018 河南省水工结构安全工程技术研究中心河南郑州450046 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51579102) 河南省高校科技创新团队支持计划(19IRTSTHN030) 中原科技创新领军人才支持计划(204200510048) 河南省科技攻关项目(212102310273) 河南省高等学校重点科研项目计划(20A570006) 浙江省重点研发计划(2021C03019) 

出 版 物：《水利水电技术（中英文）》 (Water Resources and Hydropower Engineering)

年 卷 期：2022年第53卷第8期

页      码：130-139页

摘      要：为探索泵站进水结构设计参数对进水结构流场特性的影响,选取甘肃省景电灌区某典型泵站进水结构为研究对象,利用超声波多普勒流速仪获取前池流速,同时引入逆向工程技术,构建淤积条件下进水结构(以下称原位进水结构)三维几何模型,基于Realizable k-ε湍流模型及Mixture多相流模型,采用FLUENT软件对原位前池进行多相流数值模拟,对比分析数值模拟结果与现场测流结果,验证了数值模型的可靠性。基于此,开展了基于正交试验的非淤积情况下不同进水结构(以下简称原型进水结构)流场数值模拟,并以泵站进水结构水头损失H_(f)和泵站进水结构多断面均值流速分布均匀度MV^(-)_(u,s)作为评价指标,定量评价和分析扩散角、总宽度、底部纵坡、悬空高度、淹没深度、后壁距等设计参数对泵站进水结构流场特性的影响。结果表明:扩散角对流场特性有显著影响,总宽度和底部纵坡对流场特性有较大影响;与原型泵站进水结构内流场相比,扩散角的减小可以明显提高主流范围且进水结构内流场分布及泵站机组进水条件明显优于原型泵站进水结构;随着总宽度和底部纵坡的减小,进水结构内流场水头损失也逐渐减小。研究结果能够为同类泵站结构优化设计提供参考。

主 题 词：泵站进水结构 参数设计 水流特性 正交设计 Mixture多相流模型 数值模拟 

学科分类：081504[081504] 08[工学] 0815[工学-矿业类] 

D　O　I：10.13928/j.cnki.wrahe.2022.08.013

馆 藏 号：203114422...