新型螺旋式鱼道水力特性的数值模拟
鱼道进口水力特性数值模拟研究
模 型下 游 出 口边 界模 拟 下 游 河 道 水域 ， 出 口水 位
鱼池 至岸 边 的明渠 衔接段 长 为 １ ０ ． ０ ｍ， 型式 Ｃ衔 接 段
的长 度 范 围 为 ８ ． ５～１ ７ ． ３ Ｉ ｎ 。
相对 进 口边界 水 位 低 ０ ． ０ ６ ５ ｍ， 出 口采 用 压 力 边 界 条
件 。为 了控制 计算 规模 ， 模 型截 取 进 鱼 口下游 河 道 局
部 区域作 数值 模 拟 ， 需 遵 循 以下 原则 ： ① 截 取 区域 包 括 受进 鱼 口出流影 响较 显著 的河 道水 域 ； ② 区域边 界
１ ． ２ 控 制 方 程
（ １ ）连续 方程 （ 水视 作不 可压缩 流体 ） 。
ａ
＋ ＋ 一
ａ ｗ
：
流 速较低 ， 基本 不 影 响模 型 出 口边 界 的压 力 分 布 。型
０ （ １ ）
、
ｘ
ａ ｙ
ａ ｚ
式ａ ， ｂ 、 ｃ的河 道 截 取面 积 为 ８ ． ０ ｍ ｘ ８ ． ０ ｉ ｎ （ 宽 Ｘ长 ，
下同） 、 ６ ． ０ ｍ× ２ Ｏ ． ０ ｍ、 ６ ． ０ ｍ ｘ ２ ０ ． ０ ｍ。 模型顶 部为空 气压力 进 口， 压 强 为 标 准 大 气 压
ｖ
四面体 计算 网格 ， 如 图 ２所 示 。模 型 的 四面 体 计算 单
元 总数 在 １ １ ８ ２ ２ ４ ６～１ １ ５ ７ ８ ３ ６之 间 ， 网格 在流态 较复
３． ２ ５ Ｘ １ ０～ ～ ８． ３ ７ Ｘ １ ０一 ｍ。
＋
毫 （ ａ ｚ ） ］ 一 ＠ 以 Ｆ ａ ｕ ＇ ｖ ＇ ＋ ａ Ｖ ｔ ２ ａ ｖ ｔ ｗ ｔ ］ ＋ 軎（ ３ ） 杂 的 区 域 作 局 部 加 密 ，最 小 四面 体 单 元 的体 积 约 为
蜿蜒式鱼道与竖缝式鱼道的水力特性对比分析
第43卷第6期2020年11月河北农业大学学报JOURNAL OF HEBEI AGRICULTURAL UNIVERSITYVol.43 No.6Nov.2020蜿蜒式鱼道与竖缝式鱼道的水力特性对比分析刘 辉，郄志红，吴鑫淼（河北农业大学 城乡建设学院，河北 保定 071001）摘要：为分析1种新型近自然型鱼道——蜿蜒式鱼道的水力特性，分别对新型蜿蜒式鱼道和工程型竖缝式鱼道进行了CFD数值模拟计算，对比了2类鱼道结构在不同水深处流态、流速及紊动能等水力学方面的特性。
结果表明：2种鱼道均主流明确，流态分区明显，区别是主流所处位置不同，蜿蜒式鱼道结构主流最大流速轨迹线明显靠近池壁，增大了低流速区与回流区面积；在相同坡降J下，竖缝式鱼道池室内在横向上表现为中间流速高两侧流速偏低，而蜿蜒式鱼道表现出右侧区域近靠壁位置流速高左侧区域流速偏低规律；在竖缝式鱼道中，不同水深处的紊动能分布基本相似，蜿蜒式鱼道也有此规律，但池室紊动能值明显偏小，蜿蜒式鱼道最大紊动能值仅为竖缝式鱼道的61.3%，降低了对鱼类上溯的影响。
关 键 词：蜿蜒式鱼道；竖缝式鱼道；水力因子；CFD数值模拟中图分类号：TV131开放科学（资源服务）标识码（OSID）：文献标志码：AComparison and analysis of the hydraulic characteristics between themeandering fishway and the vertical slit fishwayLIU Hui, QIE Zhihong, WU Xinmiao(College of Urban and Rural Construction, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China) Abstract：In order to analyze the hydraulic characteristics of a new type of near-natural fishway—meanderingfishway, the CFD numerical simulation was carried out for the new meandering fishway and the engineering verticalslit fishway respectively. The hydraulic characteristics of the two kinds of fishway structures in different depths, flowpattern, velocity and turbulent kinetic energy, were compared. The results show that: the main stream of the two kindsof fishway is clear and the flow pattern has obvious zonal phenomenon, but the position of the mainstream is different.The maximum velocity trajectory of the mainstream in the meandering fishway is obviously close to the pool wall,which increases the area of low velocity zone and recirculation zone. On the condition of the same slope J, theflow velocity in the vertical slit fishway is higher in the middle area and lower in the two sides area, while the flowvelocity in the meandering fishway is higher in the right area and lower in the left area. In the vertical slit fishway,the distribution of turbulent kinetic energy in different depths is similar, and the same rule exists in the meanderingfishway. However, the turbulent kinetic energy value of the meandering fishway is obviously smaller than that of thevertical slit fishway. The maximum turbulent kinetic energy value of the meandering fishway is only 61.3% that ofthe vertical slit fishway, which reduces the impact on upstream swimming of fishes.Keywords: meandering fishway；vertical slit fishway；hydraulic factor；CFD numerical simulation文章编号：1000-1573(2020)06-0126-06DOI：10.13320/ki.jauh.2020.0122收稿日期：2020-04-30基金项目： 河北省自然科学基金项目（E2017204125）；河北省教育厅在读研究生创新能力培养资助项目（CXZZSS2019057）；河北省水利科研和推广计划项目（2018-29）.第一作者：刘 辉（1994-），男，河北张家口人，硕士研究生，主要从事水工结构优化设计. E-mail:*****************通信作者：郄志红（1969-），男，河北徐水人，博士，教授，主要从事水工结构工程研究. E-mail:******************本刊网址：http: // hauxb. hebau. edu. cn: 8080 /CN/ volumn / home. shtml127第6期鱼道是1种能够使被拦河建筑（如水闸、大坝等）阻断的江河重新连通，为鱼类提供洄游路径的专门水工建筑物，具有维系江河上下游水生态的作用。
流速可控式新型生态鱼道的概念设计与数值模拟
（ ３ ） 二次发展期 。 自２ １ 世纪以来 ， 随着我国水利水电工程的快速发展 以及对生态环境 的保护程度 日益 受到重视 ， 这也使得对过鱼建筑物鱼道的研究和建设工作得以恢复并获得高速发展。
统计 ， 至２ ０ 世纪 ６ ０ 年代初期 ， 美 国和加 拿 大 已建 成 有 效过 鱼 建 筑 物数 量 超 过 ２ ０ ０
座， 西 欧各 国在 １ ０ ０ 座 以上 ， 这些 过 鱼设 施 大 多数 为鱼 道 。
１ ． ２ 国 内鱼道概 况
相对而言 ， 我 国 的过 鱼 建筑 物 的研 究
ｂ ｉ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｙ ： Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ Ｊ ｉ ａ － ｙ ｕ （ １ ９ ９ ２ 一 ） ， ｆ ｅ ｍａ ｌ ｅ ． ｍ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ｕ ｄ ｅ ｎ ｔ ．
２ ０ １ ４ 年１ ０ 月
陈嘉 玉 ， 等
流速 可 控式 新 型生态 鱼 道 的概念 设计 与数 值模 拟
中图分类号 ： Ｕ ６ ５ ； ０ ２ ４ ２ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ — ８ ４ ４ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５ — ０ ５ ３ ２ ～ ０ ７
鱼 类洄 游 是 鱼类 对 环境 的一 种长 期适 应 ， 它可 使 得种 群 能够 获 得 更有 利 的 生存 条 件 ， 进 而更 好 地 繁衍 后 代 。随 着 河流 梯级 开 发 的不 断 进行 ， 河道 中闸 、 坝 等水 工 建筑 物 的修 筑 对不 同鱼 类 的洄 游 造成 了一 定程 度 的影 响 。纵 观 国 内外 现 已建成 的过 鱼设 施 ， 其 效 果都 不甚 理想 。
第３ ５ 卷 第 ５期
２ ０ １ ４年 １ Ｏ月
水
鱼道水沙特性的数值模拟
鱼道水沙特性的数值模拟薛海;许国【摘要】鱼道是一种重要的生态补偿工程,以往研究的重点主要集中在水力学要素对鱼类通过效果及鱼类适应度的影响方面.针对泥沙在池室中可能造成的水流含沙量增高及淤积面积扩大进而影响过鱼效率和鱼道运行寿命这一关键问题,通过数值模拟方法,对不同泥沙粒径和来流流量组合情况下的池室水流含沙量变化及池底泥沙淤积分布进行了模拟计算,并在此基础上给出了解决上述问题的途径.可为在具有一定含沙特征的河流上建设更为长效的鱼道设施提供数据支撑.【期刊名称】《华北水利水电学院学报》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】7页(P76-81,86)【关键词】鱼道;泥沙;淤积;数值模拟【作者】薛海;许国【作者单位】华北水利水电大学,河南郑州 450045;华北水利水电大学,河南郑州450045【正文语种】中文【中图分类】TV133自从世界上第一个鱼道——“丹尼尔鱼道”问世之后,世界各国纷纷将鱼道作为水利工程重要的组成部分，并应用于规模较大的坝工工程以及水利枢纽建设中。
实践证明，鱼道能够有效地补偿大坝对河流形成的阻断效应,提高河流连通性,一定程度上可恢复鱼类的自然洄游通道,是一种行之有效的生态补偿工程。
然而，鱼道与其他水利工程相比又有其特殊性:鱼道的作用对象是鱼类,鱼类的生物学特征对鱼道的设计提出了更高的要求。
例如鱼道的流速场和水流紊动特性对于诱鱼效果、鱼的体能消耗以及对鱼体的伤害(水流剪切力)等至关重要,而涡量的尺度和强度与鱼类正确的方向感密切相关。
一些学者通过模型试验对鱼道的水力学问题进行了试验研究[1-3]。
在一些高含沙量河流中所建的鱼道,其含沙的水流以及可能产生的局部泥沙淤积,不仅会对鱼类洄游过程造成不利影响,而且还可能导致鱼道淤废。
湖南洋塘鱼道自1987年至今一直淤塞停运就是一个典型案例[4]。
然而，关于含沙水流对鱼道效果的影响却研究较少：Kyong等[5]对韩国汉江含沙情况下的引导鱼道入口的最佳位置选取进行了研究；Chang等[6]在大涡紊流模型基础上建立了鱼道三维水沙两相流模型。
旋流排螺装置内水流特性数值模拟
收稿日期：２０１６－１０－２０；修回日期：２０１７－０１－０４ 基金项目：长江水利委员会血防项目（ＣＫＳＧ２０１３１３６／ＨＬ） 作者简介：王俊洲（１９９０－），男，湖北麻城人，博士研究生，主要从事河流生态研究。Ｅｍａｉｌ：７４４９８４８７９＠ｑｑ．ｃｏｍ 通信作者：闵凤阳（１９８３－），男，湖北宜昌人，高级工程师，硕士，主要从事水利血防及河流生态的研究。Ｅｍａｉｌ：ｍｉｎｆｅｎｇｙａｎｇ１９８３＠１６３．ｃｏｍ
旋流排螺装置内部水流运动较为复杂，为了探 明装置内水螺分离机理，必须了解其流场全面图景； 通过超声多普勒流速仪（ＡＤＶ）、激光多普勒测速仪 （ＬＤＶ）等 单 点 式 测 速 仪 研 究 旋 流 全 流 场 特 性 存 在 的缺陷，而装置外壁采用钢板制成，难以利用激光粒 子图像测速系 统 （ＰＩＶ）测 量 其 速 度 场，因 此 需 要 通 过数值模拟的手段研究旋流排螺装置内的三维流 场。考虑到旋流装置内湍流为各向异性，采用大涡 模拟方法计算成本又太高，本研究决定选用完全摒 弃了 涡 黏 性 假 设 的 雷 诺 应 力 模 型 （ＲＳＭ）。 采 用 ＲＳＭ结合 ＶＯＦ方法对旋流排螺装置内的水气两相 流进行三维数值模拟，全面揭示旋流排螺装置水流 流场，分析其对钉螺排除的影响。
旋流排螺装置内水流特性数值模拟
王俊洲１，２，闵凤阳１，郝婕妤１，范北林１，王家生１
（１．长江科学院 河流研究所，武汉 ４３００１０； ２．武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 ４３００７２）
摘 要：旋流排螺装置借鉴旋流排沙的原理，通过装置内产生的螺旋流使水和钉螺分离。为了探明装置内水螺分 离机理，必须研究其流场全面图景。采用雷诺应力模型（ＲＳＭ），结合流体体积函数（ＶＯＦ）方法对旋流排螺装置的 水气两相流进行三维数值模拟研究，并分析研究二次流分布特性。计算的自由水面和三维流速分布均与试验结果 吻合较好。计算结果表明：切向流速分布呈现强迫涡特征，流速随半径的减小而减小；隔板能够抑制边壁处向上运 动的水流、减弱携钉螺溢出的二次环流，对钉螺的有效排除有着关键作用。研究成果可为控制涵闸渠道钉螺扩散， 改进旋流排螺装置提供技术技撑。 关键词：旋流排螺；数值模拟；水流特性；二次流；隔板 中图分类号：ＴＶ１４９．２；Ｒ５３２．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１－５４８５（２０１８）０２－００５７－０５
基于FLUENT的箱式鱼道水力特性模拟研究
收稿日期：!"#$ % "& % #" 基金项目：南科院中央级公益性科研院所基本科研业务费
专项资金 项 目（ ’$#("##）。 南 科 院 中 央 级 公 益 性科 研 院 所 基 本 科 研 业 务 费 专 项 资 金 项 目 （’$#$"!!）。 作者简介：阮天鹏（#$$) % ），男，助理工程师，主要从事 水工水力学方面的研究工作。 *+,-./：0123-45 6278619 :2;
箱式鱼道作为一种新型的竖缝鱼道，因其构造 简单，经济成本低，过鱼效果好，在低水头水利枢 纽具有很好的应用。因此，本文以箱式鱼道为研究 对象，基于数值模拟的方法，以鱼道内的流场分布 为主要研究内容，探索适宜鱼类洄游的鱼道形式， 为箱式鱼道在我国的建设及应用提供一定技术与理 论的依 据［.0］。 然 而， 鱼 道 的 效 率 还 远 没 有 达 到 人 们的预 期 目 标［.1］。 因 此， 在 我 国 开 展 鱼 道 建 设 的 研究及运行优化的水力学研究，对于保护鱼类具有 至关重要的意义［.2］。
拦河筑坝，给青海湖裸鲤洄游带来巨大的困难。为 了拯救青海湖的裸鲤，:;;< 年，青海湖裸鲤救护 中心与台湾清华大学生命科学院专家进行了鱼道的 研究与设计，结合当地的河流状况与工程地质的条 件，最后决定采用箱式鱼道。箱式鱼道的过鱼效果 良好，裸鲤上溯高峰时段，每分钟通过鱼道上溯裸 鲤亲鱼 =2 > =? 尾［.<］。
箱式鱼道由 .< 只独立模块组成（见图 .），全 长.< ’，爬升高度.3< ’，. 座小型拦水坝（高度小 于.3< ’）的下游面布置多个箱式鱼道。每个模块长 @ 宽 @ 高为. ’ @ . ’ @ ;31 ’，模块与模块间采用梯 形的挡板进行阻隔水流，梯形挡板的一侧留有长度 为;3: ’宽度的竖缝，可供裸鲤的洄游。鱼道的坡 度为 .;A ，即鱼类每前进.; ’，上升高度. ’。
螺旋桨四象限水动力性能数值模拟及应用
螺旋桨四象限水动力性能数值模拟及应用螺旋桨是船舶的重要配件，其四象限水动力性能的数值模拟与应用对于船舶设计和性能的优化都具有重要意义。
本文将探讨螺旋桨四象限水动力性能数值模拟的方法及其应用。
首先，螺旋桨四象限水动力性能主要包括推力、扭矩、速度和效率四个方面。
利用数值模拟技术进行四象限水动力性能计算，可以提高其精度和可靠性，以实现优化设计。
在数值模拟中，应用计算流体力学（CFD）和离散元素方法（DEM）等技术，对螺旋桨与水域相互作用的流场进行分析和计算，从而得到推力、扭矩、速度和效率等参数。
其次，螺旋桨四象限水动力性能数值模拟的应用广泛。
首先，在螺旋桨设计中，可以利用数值模拟技术进行多种参数的变化测试，并找到最优设计方案。
其次，针对不同船型和船速，在螺旋桨选择和优化中，也可以用数值模拟的方法进行计算和比较。
此外，在船舶性能评估与优化中，螺旋桨四象限水动力性能参数是重要的评价指标，可以对螺旋桨和船舶的性能进行综合评估和优化。
总之，螺旋桨四象限水动力性能数值模拟是船舶设计与性能优化的重要手段之一。
其精度和可靠性对于船舶的性能影响至关重要。
未来，在数值模拟技术的不断提高和发展下，螺旋桨四象限水动力性能的数值模拟将会越来越重要，其应用范围也将更加广泛。
为了进行螺旋桨四象限水动力性能数值模拟和应用的研究，需要收集、整理和分析相关的数据。
数据的来源可以包括实验室试验、模拟计算等多种途径。
下面列举一些可能用到的数据类型：1.螺旋桨几何参数：包括叶片数、直径、螺距、叶片参数等。
2.流体参数：包括水的密度、粘度、温度和速度等参数。
3.四象限水动力性能参数：包括推力、扭矩、速度和效率等参数。
4.船舶参数：包括船型、排水量、速度等参数。
5.试验数据：针对具体螺旋桨、船舶排水量和速度进行的物理试验数据。
针对这些数据，可以进行各种方式的分析。
首先，在螺旋桨几何参数分析方面，可以分析不同螺距、叶片参数对于四象限水动力性能的影响，找到最优参数组合及其区域。
螺旋桨流体力学特性的数值模拟研究
螺旋桨流体力学特性的数值模拟研究近年来，螺旋桨流体力学特性的数值模拟研究成为了流体力学领域的热点之一。
螺旋桨可以说是现代航空、航海、轮船、汽车等领域不可或缺的重要元件，其对流体的作用和流体对其的作用会影响整个系统的性能。
因此，准确地预测和优化螺旋桨的流体动力学特性对于提高其综合性能具有重要的意义。
数值模拟技术已经成为研究螺旋桨流体力学特性的一种重要方法。
将有限体积法等数值方法应用于计算完全三维流动场，结合螺旋桨的结构特征和作用机理，模拟螺旋桨流体动力学特性，可以有效地研究螺旋桨的流体动力学特性，并指导螺旋桨的设计和改进。
首先，从数值模拟的角度出发，数值模拟方法的选择是关键。
在螺旋桨数值模拟中，最常见的方法是有限体积法。
有限体积法是一种基于控制体积的数值方法，通过离散化计算区域内的控制体积，利用物理定律和数学方程式，求解时间和空间动态过程的一种方法。
这种方法与有限元法、有限差分法等数值方法相比，具有精度高、计算速度快、适应性强和易于并行计算等优点。
其次，螺旋桨的流体动力学特性与其几何形状、工作状态、物理特性等因素有关。
因此，在进行螺旋桨流体力学特性数值模拟时，需要考虑设计参数、流体流动状态、边界条件等因素。
设计参数包括螺旋桨的几何形状、叶片倾斜角、叶片数等参数。
流体流动状态包括流速、流动方向、压力等。
边界条件包括螺旋桨与周围环境的交界面流场状态。
最后，进行螺旋桨流体力学特性数值模拟时，需要注意诸如模型精度、计算步长、数值稳定性等细节问题。
模型精度包括计算网格、数值格式、求解器等方面的精度。
计算步长与收敛性密切相关，过大或过小都会影响计算的准确性。
数值稳定性是指计算过程中误差积累的情况，一般使用稳定化的数值格式来保证正确解的得到。
这些细节问题的正确处理对于保证数值模拟的精确性具有重要意义。
总之，螺旋桨的流体动力学特性的数值模拟研究是一项十分重要的研究内容。
通过合理地选择数值模拟方法、考虑螺旋桨几何形状、工作状态、物理特性等影响因素、并注意模型精度、计算步长、数值稳定性等诸多细节问题，可以更好地预测和优化螺旋桨的流体动力学特性，提高螺旋桨的综合性能。
鱼道设计数值模拟研究
鱼道设计数值模拟研究作者：许晓蓉来源：《中国科技博览》2015年第13期[摘要]根据某水电站的实际情况，结合该河段典型鱼类的游泳能力，初步设计出三种鱼道方案，并基于流体计算的数值模拟技术，分别对鱼道内流态和紊动能的结果进行分析。
经计算表明：三种类型鱼道内主流上的流速均接近主要洄游鱼类的临界游泳速度，但鱼道内水流流速和紊动不均匀，会给鱼类在上溯的过程中带来一定的困难。
[关键词]鱼类洄游鱼道设计坚缝式鱼道数值模拟中图分类号：D121 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0274-021.我国鱼道的研究现状在水电工程设计和施工时，为减少大坝截流对洄游鱼类种群繁衍的影响，需要考虑为特有鱼类的洄游需求而设置专门的鱼道。
我国对过鱼设施的研究时间并不长，最早是在1958 年规划开发富春江七里垄水电站时，首次提及鱼道，并进行了生态环境调查和水工模型科学试验。
2000年以后，我国又修建了一些生态鱼道，北京上庄新闸生态鱼道，湖北襄阳崔家营生态鱼道等。
据不完全统计，目前我国在各类水利工程中已建鱼道40座以上。
从资料分析来看，国内的鱼道大部分运行不理想。
总体来说我国的鱼道研究工作起步较晚、发展较慢，许多鱼道在设计、施工和运行管理上存在诸多问题。
首先是因为我国还没有相对完备的设计规范，国内的鱼道设计一般还是借鉴国外的经验公式；其次，对工程河段鱼类的生物学特性、生态学习性、游泳能力等基础研究工作较薄弱；最后，在鱼道建成后的运行维护、管理等方面不到位。
如洋塘鱼道，建成运行几年后，由于受洪水影响和设备老化等原因，从1987 年至今一直停止运行。
2.鱼道初步设计雅鲁藏布江是西藏最大的河流，又是世界上海拔高程最高的大河，某水电站为该河流干流开发的第一座电站，为了更好的保护好该河流水生生态环境的完整性，减小修建大坝对鱼类种群遗传交流的影响，某水电站采取适当过鱼措施是非常必要的。
2.1 鱼道类型的确定某水电站工程影响河段分布的鱼类与整个雅鲁藏布江中游分布的鱼类相似，主要是以裂腹鱼为主，包括异齿裂腹鱼、拉萨裂腹鱼、巨须裂腹鱼等。
流速可控式新型生态鱼道的概念设计与数值模拟
流速可控式新型生态鱼道的概念设计与数值模拟陈嘉玉;张鹏;张万达;李怡;杨忠超;何文【期刊名称】《水道港口》【年(卷),期】2014(000)005【摘要】鉴于传统鱼道适用范围窄、引鱼措施不完善、过鱼种类单一以及鱼道淤沙问题严重等缺陷，提出了一种流速可控式新型生态鱼道的概念设计模型，并结合大型通用流体力学计算软件Fluent对该新型生态鱼道进行数值模拟仿真研究。
结果表明：通过调整鱼道中可旋转式隔板与边壁的夹角角度，从而改变鱼道中水流的流速大小，进而满足不同洄游鱼类对不同水流流速的适应要求。
【总页数】7页(P532-538)【作者】陈嘉玉;张鹏;张万达;李怡;杨忠超;何文【作者单位】重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，水利水运工程教育部重点实验室，重庆 400074; 重庆交通大学河海学院，重庆 400074;中交四航局第二工程有限公司，广州 510300;中交一航局第五工程有限公司，秦皇岛066000;重庆交通大学河海学院，重庆 400074;重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心，水利水运工程教育部重点实验室，重庆 400074; 重庆交通大学河海学院，重庆 400074;AECOM，重庆 400000【正文语种】中文【中图分类】U65;O242.1【相关文献】1.新型螺旋式鱼道水力特性的数值模拟 [J], 王新雷;张根广;高猛;姬雪竹2.长挡板结构型式对竖缝式鱼道鱼池流速影响研究 [J], 毛熹;张杰豪;沈敬雄;陈胥良;段晨阳;陈超;余吉奎;梁心蓝;;;;;;;;3.新型堰式鱼道90°转弯段水力特性数值模拟 [J],4.貊皮岭仿生态鱼道底坡和休息池水动力数值模拟 [J], 周成海;祝龙;谢玉堂;胡乔一;王晓刚5.多折回通道型同侧竖缝式鱼道竖缝流速特性研究 [J], 胡涛;王均星;周建烽;周招;查龙青因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
鱼道设计数值模拟研究
Ｃ ｈｉ ｎａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
●ｌ
基 于 电 力 自动 化 系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的 数 据 处 理 特 点 刍议
许 宏 梅
（ 贵州 省黔 东南 州 地方 电力 总公 司镇 远 分公 司） ［ 摘 要］ 数据 处理 是 电力 自动 化 系统 的 核心 部分 ， 随着 计 算机 技术 和 网络 通信 技术 的 发展 和在 应 用上 的普 及 ， 围绕 数据 的工 作 种类 繁 多而且 复 杂 。 如 何快 捷、 准确地获得数据并对这些数据加以充分利用， 满足 日益增多的各种电力 自动化系统的需求是必须面对的问题 。 ［ 关键 词］ 电力 自动化 系 统 数 据处 理 安全 性 分析 中图分 类号 ： ＴＵ４ ２ １ 文献 标识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） １ ３ — ０ ２ ７ ５ — ０ １
一
自 动化系统 中 记录的数据和各种职能部门在工作中处理的数据。 （ ４ ） 市场数据 ，
因为 电力行 业的市 场化 改革正在 逐步 进行 ， 所 以将 市场数据 纳入 数据分 类 中也 是 适 应 发展趋 势 的必 然要 求 。 ２ ． ２ 数据 获 取 现场数据的获得一般通过采集、 集中与转发来实现， 根据不同的数据应用 类型、 传输成本、 系统性能要求 ， 传输介质有多种形式。 通信方式包括有线传输 和无线传输两大类 ， 其中有线传输包括光纤、 电缆、 双绞线等多种形式， 无线传 输包括 微波 、 无线 扩频 、 高速 蜂窝 式无线 数据通信 等 。 无线方 式 的优点是 无需 架 设。 有形信道 ， 简化通道铺设的工作量， 但在传输信息的可靠性、 实时比与有线 方 式相 比仍 有 一定 的差距 。 由于 电力 自动化 系统 是—个 牵 涉面广 、 种类 多的 大 系统 ， 由不 同专业 需求 的多个 系统组成 ， 针对不 同的要 求 ， 就 各系 统数据 获取 部 分， 应在 采用 新技 术 的基础 上结 合经 济性 能指标 统一 考虑 ， 才 能在 技术 优化 组 合的基础上， 最终提高企业的经济效益和满足对用户优质服务的要求。 电力自动化系统相对应的就是数据的传输， 它是采集的关键。 目前我国电 力 系统 发展 中主要 采用 的传输方 式是有 线传 输 ， 但 是无 线传输在 一些特殊 区域 发挥 出重要 作 用 ， 因为 无线传 输 具有减 少铺 设线 路 的优点 ， 所 以在 一些偏 远地 区的 电 网数据 采 集来说 就 具有 较大 优势 。 三、 电力 自动化 系统中 数据 的 特点 分析 ３ ． １ 数 据 唯 一性 电力 自动 化系统 中存在 着大量 的数据 ， 这些 数据 的特点就 是具备一 定 的独 立性， 但 是在 子系 统进 行交 流的 过程 中 ， 这 些数 据也 会包 含其 他子 系统 中的 大 量 数据 ， 所 以子系 统之 间的数 据 会存在 交叉 现象 ， 如 果不 能对 这些 数据进 行 妥 善 处理 的话 就 会出现 数据 冗余 的 问题 。 一旦 出现 了数 据的 冗余 ， 很 可能 导致 系 统 在处 理数 据 时能力 降低 ， 或者 更新速 度较 慢 ， 严重 的话 还可 能导 致系 统数 据
FLOW-3D模型在鱼道工程水力特性模拟上的应用
第3期2018年3月广东水利水电GUANGDONG WATER RESOURCES AND HYDROPOWERNo. 3Mar. 2018FLOW- 3D模型在鱼道工程水力特性模拟上的应用诸N(广东省水利电力勘测设计研究院，广东广州510635)摘要：鱼道可显著改善堤、坝等建筑物阻碍鱼类洄游的现状，本文结合了具体的实际工程，根据对比分析竖缝式鱼道的流态、流速等水力特性，对FLOW-3D数值模型进行验证，并进行了网格无关性分析计算，结果表明，FLOW-3D数 值模型与物理模型试验吻合度较好。
完全可以运用FLOW-3D数值模拟进行鱼道工程的计算。
关键词！竖缝式鱼道；数值模拟；流速中图分类号：S956. 3* TV135 文献标识码：A 文章编号：1008 -0112(2018)03 -0015 -04类 来，为自身的生存和$3修水利工程 类 的经济效益 ，巧本身的 却在不同程度 忽视，造成了阻隔，水 的改变和 连通性的 ，阻了鱼类上溯的洄游通道，甚至导致了某些洄游鱼类的 灭绝[1<。
为 护鱼类资源，提出鱼道等过鱼建筑。
鱼道，也称为鱼梯，是一种使洄游性鱼类能在各 种水利工程中（如水电站，水闸等）实 溯洄游的设[5]。
鱼道按 构可分为池堰式鱼道、槽式鱼道、隔板式鱼道和特殊结构式鱼道[6]。
隔式鱼道又分为淹 式鱼道、式鱼道 合式鱼道3种*[2]。
式鱼道是一种池式鱼道，因稳定、对水位 的适 、过鱼效率高等技术优势，国内得到了广泛的工程 ，我国近期建设的鱼道工程 采 这种布 式[7-8]。
鱼道内水 的决定了一个鱼道的设计是 功。
因此，鱼道修建前要对鱼道的水力特性进行分析研究。
由于对鱼道 进行 模型试验分析的成本过高，因此提出数值模拟的分析方法，效的 本预算，且方修改整便捷。
值模拟的计 果准确 是进行成功模拟的关键，因此，本文结合鱼道实际工程，采 模型试验值模拟结果进行对，对FLOW-3D值模型进行验证，果吻合度较高，则可采用FLOW - 3D数值模拟进行鱼道工程的计算，从而降低成本。
基于Pumplinx的双螺杆水泵水力特性数值模拟
基于Pumplinx的双螺杆水泵水力特性数值模拟
车晓红;张帆
【期刊名称】《扬州大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】2022(25)1
【摘要】为提升双螺杆水泵的水力效率,基于型线设计准则,建立上下对称结构、单头螺旋以及集成内外摆线和圆弧的双螺杆水泵型线方程,并根据各段螺杆型线方程绘制完整的螺杆型线曲线.利用SCORG软件生成双螺杆水泵螺杆转子面网格和体网格,基于Pumplinx软件对双螺杆水泵水力特性进行数值模拟,分析其进出口流动区域流态、转子流动区域水压力场和水力特性曲线.理论计算和数值模拟结果表明:研发的新型双螺杆水泵流量参数达到预期设计目标;双螺杆水泵内流态较均匀,无回流或偏流等不良流态;双螺杆水泵水力特性中水流量随扬程增大而减小;当泵主-从动螺杆啮合时,双螺杆水泵转子水压力值沿水流方向逐级增大,在螺杆出口断面处达最大值;在啮合过程中,随着泵扬程增大,螺杆转子表面水压力进入高压区,低压腔数量减少,高压腔数量增多.
【总页数】7页(P54-60)
【作者】车晓红;张帆
【作者单位】扬州大学机械工程学院;邗江开放大学
【正文语种】中文
【中图分类】TV734.1
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鱼道水力特性研究进展
１ 竖缝式鱼道水力特性研究进展
最早的竖缝式鱼道是 １ ９ ４ ３ 年在加拿大英属哥伦
１ ］ 比亚菲沙河的赫尔斯门鱼道中首先应用的［ 。对竖
董志勇等（ ２ ０ ０ ８ ） 对同侧竖缝式鱼道的一维流 动特性进行试验研究， 得出竖缝宽度较大（ ３ ０ｃ ｍ ） 、 池室相对较小（ 池室宽度 ８ ０ｃ ｍ ） 情形鱼道的水力特
３ ６ 长江科学院院报 ２ ０ １ ３年
７ ］ 墩头 ［ 。罗小凤等（ ２ ０ １ ０ ） 通过对同侧竖缝式鱼道
快得多。而且， 通过竖缝的射流不存在自由射流中 的势能核。 ２ ０ １ ２ ） 研究了底孔和坡度对鱼道流速 毛熹等（ 的影响， 采用标准 ｋ ε湍流模型对如下不同工况的 鱼道进行了数值模拟计算。工况 Ⅰ： 坡度为５ ． ２ ％， 无底孔； 工况Ⅱ： 坡度仍为５ ． ２ ％， 长隔板近壁端有一 个０ ． ３ｍ× ０ ． ３ｍ底孔； 工况 Ⅲ： 坡度为 ２ ． ６ ％， 无底 ． ２ｍ ， 宽度为 １ｍ ， 高 孔。３种工况下池室长度均为１ 度为 １ｍ ， 竖缝宽度为０ ． ３ｍ 。数值模拟研究成果表 明： 竖缝式鱼道的最大流速一般出现在竖缝附近， 并 且对于竖缝处的测点， 一般是底层流速更大； 增加底 孔会降低竖缝处的流速， 但底孔处流速偏大； 放缓坡 度会降低鱼道中的流速， 坡度放缓一半时， 竖缝处平
３ 式中： Ｑ表 示 流 量 （ ｍ ／ ｓ ） ； ｈ ｓ为竖缝处平均水深
（ ｍ ） ； ｂ ′ 表示竖缝宽度（ ｍ ） 。在数值模拟计算中， 竖 缝处的水深与水池中心处的水深呈线性关系； 当坡 度为 ５ ％时， ｈ ０ ． ９ ７ ｈ ， 其中， ｈ 表示水池中心处的 ｓ＝ ｃ ｃ 水深（ ｍ ） 。因而， 在试验过程中， 通过量测水池中心 处的水深即可知道竖缝处的水深。 Ｂ ｅ ｒ ｍ ｕ ｄ ｅ ｚ 等（ ２ ０ １ ０ ） 通过试验分析指出， 水池长 度是影响竖缝式鱼道水力特性的主要因素， 竖缝宽 度和水池宽度对水流特性也存在一定影响。随着水 池长度增加， 相邻水池间的水头差变大， 回流流速也
恻揠式溢洪道水力特性三维数值模拟
第44卷第7期 山 西建筑Vol .44No .72 0 1 8 年 3 月SHANXI ARCHITECTUREMar . 2018• 217 •文章编号：1009-6825 (2018) 07-0217-03恻揠式溢洪道水力特性三维数值模拟+邸宇测牧振伟* 孙文博(新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐830052)摘要:对某水库的侧堰式溢洪道的泄流能力、水力特性进行了模型试验研究。
试验结果表明：侧槽式溢洪道的侧槽内产生较大环流,水流流场紊乱、流态复杂;在设计水位和校核水位下沿程水深均小于设计边墙高度;W E S 堰堰面无负压、且溢洪道沿程无负 压，不会引起空蚀破坏。
使用Fluent 软件建立R N G k-e 模型对侧堰式溢洪道进行数值模拟计算，将计算结果与试验结果进行分析 对比，发现模拟结果与试验结果较为一致。
研究成果可为Fluent 数值模拟在溢洪道的应用中提供参考。
关键词:溢洪道，侧堰，水力特性，V O F 模型，数值模拟中图分类号:TV651.12目前实际工程中哈拉布拉水库[1]、白石崖水库[2]、五排水库 等岸边溢洪道由于地形原因，均采用了侧堰式溢洪道。
当前侧堰溢洪道研究问题主要集中在泄流流态、水位、流速、 压力等方面。
从1981年王仕筠[3]通过对侧槽溢洪道流量和堰首 水位关系的研究以来，侧堰式溢洪道的水力特性问题一直深受相 关学者的关注[4_6]。
唐涛等[7]结合蒿枝坝水库除险加固工程对侧 堰溢洪道进行了水工模型试验研究，结果表明水流流态，过流能 力与侧槽底坡坡度大小有关;迟颖[8]对侧堰溢洪道泄流能力模型 试验成果与理论计算进行了分析与探讨;周斌斌[9]对侧堰式阶梯 溢洪道的流态、流速以及底板压强等水力特性进行了试验与数值 模拟分析对比。
本文采用模型试验与三维数值模拟相结合的方法对侧堰式 溢洪道的流态、水面线、流速、压强以及空化特征等问题进行了综 合性分析研究。
S O -S 9-O -S 9-O -SS O -S 9-O -SS O -S 9-O -S 9-O -SS O -S 9-O -S 9-O -SS O -S 9-O -SS O -S 9-O -S 9-O -S其对水面线成果的影响。
深海采矿扬矿管内高速螺旋流的数值模拟与仿真
深海采矿扬矿管内高速螺旋流的数值模拟与仿真随着全球经济的高速发展,人们对矿产资源的需求与日俱增,资源的供求矛盾日趋明显。
作为不可再生的陆地矿产资源日益枯竭,人类必定把目标转向蕴藏着丰富矿产资源的海洋,因此,对深海采矿水力提升系统进行研究非常有意义。
当前亟需解决的问题是通过何种有效的手段将赋存于海底的矿产高效地输送到陆地上,而基于龙卷风效应的高速螺旋流水力提升系统是在传统水力提升的基础上,利用高速螺旋流强大的卷吸效应,实现锰结核颗粒高浓度低能耗水力输送。
然而高速螺旋流水力提升系统中螺旋流的起旋方式、扬矿管中颗粒的力学特性、卷吸效应的机理、流场分布及输送过程中阻力损失的计算等问题尚未解决。
因此,本文主要针对上述问题对高速螺旋流水力输送技术进行了详细研究,其内容如下:(1)分析了螺旋流的起旋方式及装置特点,从能量利用率高出发,确定切向射流的起旋方式及其产生高速螺旋流的水力提升系统,并探讨卷吸效应的作用机理;(2)通过对锰结核颗粒在螺旋上升运动中的受力进行分析,建立了锰结核颗粒的运动方程;利用CFD求解,确定了影响颗粒运动的输送参数;(3)总结并对比分析了多相流模型和湍流模型的特点及应用范围,以高速螺旋流水力提升系统的实际输送情况为依据,确定了颗粒上升旋流运动的初始条件及边界条件,最终采用欧拉双流体模型及RNG湍流模型;以海水为流动介质,对锰结核颗粒—海水两相螺旋流进行数值模拟,运用数值解法求解固液两相流的基本控制方程,得到高速螺旋流在扬矿管不同断面上的速度场、压力场及颗粒浓度分布规律;(4)根据能量理论计算出不同工况条件下扬矿管内高速螺旋流输送附加阻力损失,进而通过MATLAB软件的多元回归模型推导出高速螺旋流输送阻力损失公式,且经实例验证,证实了以上所求得高速螺旋流输送阻力损失模型的可靠性;(5)自行设计了一套高速螺旋流水力提升系统模拟实验方案,验证数值模拟的流动规律及压力损失模型的可靠性。
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鱼类资源的生存以及水生系统的平衡将产生极大的威胁 。 国内鱼道主要保护对象为珍贵鱼类 、 鲤科鱼类和虾蟹等幼 苗。1958 年我国在浙江富春江七里垄电站中首次设计了最大 水头约 18 m 的鱼道； 20 世纪 60 年代又分别在黑龙江和江苏等 地兴建了鲤鱼港、 斗龙港、 太平闸等 30 多座鱼道。据不完全统 计， 目前我国在各类水利工程中已建鱼道 40 座以上。 已建的 鱼道大多布置在沿海沿江平原地区的低水头枢纽上 ， 故底坡较
［1 ］
D1 、 D2 为螺旋式鱼道的设计导程为 S 时的内、 外侧的直 径， 通过改变鱼道坡降的大小来调整结构的内外侧直径 ， 以此 可以得到不同大小的鱼道 。
。
2． 2
鱼道设计
鱼道池室宽度应大于最 根据鱼道池室设计规范要求可知 ，
综上所述， 目前我国实际工程中采用的及在研的和已取得 的研究成果多局限于顺河道布置的竖缝式鱼道 ， 受竖缝式鱼道 底坡限制， 竖缝式鱼道一般应用于低水头枢纽 ， 应用于高水头 枢纽将占用很大的平面面积 ， 给鱼道布置带来较大的困难 。 鉴 于此， 笔者结合螺旋原理， 将一般顺河道布置的竖缝式鱼道设 计成螺旋式上升的鱼道 ， 占用较小的平面面积， 但提升高度不 受限制。
。我国已建有 30 余座过鱼设施， 其中有数十座鱼道，
但这些鱼道在水流流态以及结构尺寸等方面距过鱼的要求还 有较大的差距， 而且全社会对鱼类保护的观念仍没有形成 ， 缺
· 118·
人 民 黄 河 2014 年第 12 期 代， 我国在葛洲坝水利枢纽建设时针对中华鲟的保护方式做了 大量的研究， 但最终采取了人工繁殖和放养的方法解决中华鲟 等珍稀鱼类的过坝问题 。 此后， 我国在大江大河上修建大坝 时， 几乎都不再考虑修建过鱼设施 ， 导致鱼道研究工作在此后 的 20 a 里基本陷于停滞状态 。 尽管中华鲟人工繁殖措施取得 了一定成效， 但仍反映出一定的问题。 有关资料表明， 葛洲坝 三个船闸的下游是鱼类聚集最多的地方 ， 这说明人工繁殖措施 并未从根本上解决问题 ， 许多鱼类依然要本能地过坝上溯 。 鱼道作为一种保护生物资源的工程措施 ， 以其本身固有的 特点， 基本能满足人们恢复水生态系统的要求 。 目前， 世界上 常用的鱼 道 主 要 有 丹 尼 尔 式 、 溢 流 堰 式、 竖 缝 式、 仿自然式 等
大过鱼体பைடு நூலகம்的 2 倍， 池室长度可取池室宽度的 1． 25 ～ 1． 50 倍。 池室水深应依据过鱼对象体长及池室消能要求确定 ， 一般设计 水深可取 1． 5 ～ 2． 5 m。考虑到鱼道实际结构的要求 ， 螺旋式鱼 道的一个导程之间至少需要 3 m 的高度。 初步设定鱼道坡降 为 1∶ 30 ， 根 据 式 （ 1 ） ～ 式 （ 4 ） 求 得： 鱼 道 内 外 侧 半 径 分 别 为 13． 32 、 15． 32 m。鱼道隔板的级差 （ 鱼道每块隔板或水池的设 计水位差） 为 0． 083 m， 鱼道池室宽度为 2 m， 池室的高度和隔 板的高度均为 2 m， 长隔板的长度为 1． 7 m、 短隔板的长度为 0． 3 m， 竖缝宽度为 0． 4 m， 隔板的厚度均为 0． 1 m。 螺旋式鱼 道的三维示意图见图 2 。
1
前
言
乏鱼类全面保护措施相关方面的研究 ， 因此大多数鱼道运行不 理想
［2 ］
， 长此以往对 导致河流自然生长的鱼类数量大大减少 ，
随着经济的快速发展 ， 水能资源作为清洁能源不断得到大 力开发， 在天然河道上拦河筑坝 ， 开发利用水资源， 能够造福于 民， 但对生态环境造成一些负面影响 。 对鱼类而言， 主要是阻 断了鱼类的洄游通道 ， 破坏产卵场和减少渔业资源量 ， 这对于 大范围迁移的洄游性或半洄游性鱼类来说 ， 往往是毁灭性的。 因此， 为了保护鱼类资源， 恢复河流生物多样性 ， 研究和建设过 鱼设施是十分必要的 。 发达国家在水利水电工程建设时 ， 针对鱼类保护对象和要 求建设了大量的鱼道 ， 工程在取得综合效益的同时 ， 也取得了 良好的过鱼效果， 有利于保持生态平衡和物种多样化 ， 比如美 国著名的邦纳维尔鱼道 ， 每年都有数百万尾鱼通过鱼道返回上 游产卵
［4 － 5 ］
图1
圆柱螺旋线和螺旋面示意
对同侧竖缝式鱼道和
若螺旋式鱼道坡降用 i 表示， 鱼道中心线螺旋直径为 D， 设 计导程为 S， 则 i = D = S πD S iπ （ 1） （ 2）
结果表 异侧竖缝式鱼道进行了数值模拟和水力特性试验研究 ， 明， 鱼道池室中流速沿垂向的分量很小 ， 近乎为零； 同等流量下 随着水深的增加， 流速有减小的趋势， 而紊动能和雷诺剪切应 力有增大的趋势； 而随着流量的增大， 池室中相同部位的流速 、 紊动能和雷诺剪切应力也会相应增大 。 孙双科等
。在所有型式的鱼道中 ， 水流的能量均以射流形式在下游
池室的扩散中消散。 其中， 丹尼尔式鱼道水槽过流量较大 ， 有 利于诱导鱼类进入鱼道进口 ， 但水流紊动剧烈， 水位变动的适 应性差， 只适合游泳能力较强劲的鱼类 ； 溢流堰式鱼道中的水 流较平稳， 水流经孔口下泄时在鱼池内扩散消能 ， 但消能不充 分， 水位变动的适应性差 ； 竖缝式鱼道消能效果较充分 ， 能适应 较大水位变幅， 适合较复杂流态的大中型鱼类 ， 但池室内水流 曲折、 紊动较大。曹庆磊、 杨文俊等
第 36 卷第 12 期 2014 年 12 月
人 民 黄 河 YELLOW ＲIVEＲ
Vol． 36 ， No． 12 Dec． ， 2014
【 工程勘测设计】
新型螺旋式鱼道水力特性的数值模拟
王新雷， 张根广， 高 猛， 姬雪竹
（ 西北农林科技大学 水利与建筑工程学院 ， 陕西 杨凌 712100 ）
［1 ］ 缓， 提 升 高 度 较 小， 一 般 不 超 过 10 m 。 在 20 世 纪 80 年
1208 收稿日期： 2013基金项目： 国家自然科学基金资助项目 （ E090501 ） ； 西北农林科技大学大学生 创新性实验计划项目（ 1201110712065 ） 。 硕士研究生， 研究方向为水利水 作者简介： 王新雷（ 1990 —） ， 男， 山西临汾人， 电工程。 通信作者： 张根广（ 1964 —） ， 研究员， 博士生导师， 主要从事水 男， 山西夏县人， 力学与河流动力学研究工作。 Email： wangxinlei094@ sina． com
［3 ］
性， 初步设定鱼道窄缝设计最大流速为 1． 2 m / s。 在鱼道设计 中， 竖缝处的流速不能超过适应鱼类的极限流速， 通过不断调整 鱼道的结构特征， 使池室内水流流速不超过设计的最大流速。
2． 1
设计原理
某一动点沿圆柱母线做等速直线运动 ， 同时该母线又绕圆
柱的轴线做等速回转运动 ， 动点的这种复合运动的轨迹是圆柱 （ b ） ； 某一直母线以圆柱螺旋线为导线 ， 螺旋线， 见图 1 （ a） 、 并 按一定规律运动， 所形成的曲面称为圆柱螺旋面 ， 见图 1 （ c ） 。 圆柱螺旋线的三个基本要素是圆柱直径 D、 导程 S 和旋向， 图1 （ a） 为右螺旋， 图 1 （ b） 为左螺旋。
摘
要： 螺旋式鱼道是在现有竖缝式鱼道顺河布置的基础上进行结构改进而得到的一种新型鱼道 ， 它将占用较小的平面
面积， 获得更大的提升高度 。建立了数值模拟模型， 采用结构化网格和隐式算法 ， 以 ＲNG k － ε 湍流模型封闭方程， 采用 VOF 法追踪自由水面， 模拟了鱼道的流场。结果表明： 鱼道中纵剖面水面稳定 ， 水深沿程不变； 不同水深截面水流流态及 流速分布相似， 均存在一个主流区和两个回流区 ； 流速的最大值位于窄缝处 ， 其值不超过 1． 2 m / s， 出窄缝后流速迅速衰 减到 1． 0 m / s 以下， 回流区流速较小， 便于鱼类休息。 关 键 词： 螺旋式鱼道； 数值模拟； 竖缝； 流速分布 文献标志码： A doi： 10． 3969 / j． issn． 10001379． 2014． 12． 037 中图分类号： TV145
［6 ］
结合北京
则鱼道内、 外侧的直径分别为 若鱼道宽度为 B， D1 = D － B D2 = D + B （ 3） （ 4）
市上庄新闸工程实例 ， 对竖缝式鱼道进行了研究 ， 结果显示， 若 仅设置隔板竖缝式鱼道则无法获得理想的水流流态 ， 若进一步 增设导板， 将对竖缝式鱼道内的水流流态具有较大的改善作 用。在实际运用中， 我国主要采用了双侧导竖式的有斗龙港闸 鱼道、 瓜州闸鱼道等， 采用单侧导竖式的有浙江七里垄鱼道和 安徽裕溪闸鱼道等
Numerical Simulation of Hydraulic Characteristics of NewStyle Spiral Fishway
WANG Xinlei，ZHANG Genguang，GAO Meng，JI Xuezhu
（ College of Water Conservancy and Architectural Engineering ，Northwest A＆F University，Yangling 712100 ，China） Abstract： Spiral fishway is a newstyle fishway based on the structural improvements of the existing vertical slot fishway along the river ，so it will occupy a smaller area on the plane and get more lift height． In order to investigate to the flow field in the fishway ，threedimensional numerical model was used to simulate the flow in the fishway through establishing numerical simulation region ，using structured grids and implicit method and in addition，the renormalization group （ ＲNG） kε turbulent model being used to close Ｒeynolds equations and volume of fluid （ VOF） method was used to track the free water surface． The results show that there is a stable water surface and unchanged water depth in the fishway ，a similar flow pattern and velocity distribution，and there always exists a mainstream region and two recirculation regions in each fish chamber． The maximum velocity of flow in the fishway is located at the area of the narrow slit ，but not more than 1． 2 m / s，and the flow velocity reduces quickly to less than 1． 0 m / s out of the narrow slit，further more there are some recirculation regions for fishes rest where the velocity is very small． Key words： spiral fishway； numerical simulation； vertical slot； velocity distribution