NFX|闸门和河道流体分析

    水工建筑物根据其用途可以分成，通用性水工建筑物和专门性水工建筑物。根据其使用特性可分为永久性建筑物和临时性建筑物。   

1.下游消能水力计算

多相流的概念

      在自然界和工程问题中我们经常会遇到大量的多相流动问题。这里的相通常指同一系统中具有相同成分及相同物理、化学性质的均匀物质，一般分为固态、液态和气态；各相之间有明显的可分界面。

       两相或多相流动必须满足的条件：必须存在相的界面；相界面必须是运动的。在广义上，将相定义为具有相同类别的物质，该类物质在所处的流场中具有特定的惯性响应并与流场相互作用，比如说可能这个系统中同时存在油和水，虽然都属于液相，但由于其在流场中具有不同的惯性响应因此也可以将其视为两个相。

多相流的分类

连续介质模型

在欧拉-欧拉方法中，不同的相被处理成相互贯穿的连续介质。由于一种相所占的体积无法再被其他相占有，引入相体积率（phase volume fraction）的概念。体积率是时间和空间的连续函数，各相的体积率之和为1.从各相的守恒方程可以推导出一组方程，其对于所有的相都具有类似的形式。

离散颗粒轨道模型

流体视为连续相，并且求解N—S方程，而离散相是通过计算流场中大量粒子的运动得到的。离散相和连续相之间存在动量、质量和能量的传递。作为离散相的第二相的体积分数应很低，粒子运动轨迹的计算也是独立的，他们被安排在流体相计算的特定间隙内完成。

MIDASNFX 中 VOF 法的应用范围：

分层流、活塞流、灌注、晃动、液体中的大气泡流动。常用于封闭容器，如水箱、管道、封闭式水渠。

MIDAS NFX 中 VOF 法的局限性：

所有控制容积必须充满单一流体相或者相的联合，VOF法中不允许待求流体域中没有任何流体的存在。

不能用于模拟涉及到相变的过程。

不能用于涉及到反应流的作用。

泄洪坝挑坎消能案例

模型介绍

2.闸门开全开启，水流将自由泄流，在闸后发生跌水，势能转化为动能，对下游建筑物以及河床底部产生冲击。为防止这种由直接跌水产生的冲击破坏河床，会在泄洪坝下游设置挑流坎，消减下泄水流的动能，减小对河床底部以及下游建筑物的影响。

水相进口：5m/s，湍流强度5%，水力直径2m

气相进口：静压0pa，湍流强度1%，水力直径68m

挡水闸泄流启闭过程中的应力提取

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