【正文】 VF is volume fraction of fluid in directions。 Kim, 2020。 4)最高速度稍微減少，任何部分的表面粗糙度和長度尺度比例增加。如果 hm選中作為參考點 ,速度的模型比在模型參考點以下 ,但速度的原型是低于按比例改變后的模型參考點。重要的仿真結果包括以下 幾點 :1)流量略微減少排放做為該模型表面粗糙度的高度和長度尺度的增加標準。 在這項研究中 ,流動特性如流量、水的表面 ,堰頂 S形的泄洪道承受了巨大的壓力 ,和垂直速度及壓力分布在考慮模型規(guī)模和 表面粗糙度的影響利用商業(yè) CFD模型進行詳細的研究 ,驗證了 FLOW3D被廣泛用于溢洪道流分析領域。 流區(qū)域被細分成固定的矩形單元網(wǎng)格。fi代表一個需要封閉湍流模型的雷諾應力。 VF是在每個單元的流體體積分數(shù) 。 通過 CFD 模型、 三維流動 模型 ，采用有限體積方法來解決 RANS 方程的分數(shù)面積 /體積的 方程 表示方法來定義一個 流量 的實施 過程 。和模型流深度超過溢洪道的設計 水頭 工作范圍至少為 75 毫米。當 建模精度受到損害，水的特性是不進行縮放，一個小規(guī)模的模型可能導致失敗的模擬 失敗 ，如粘度和表面張力的流體性質，比原型表現(xiàn)出不同的 流態(tài) 。方程（ 1）水面線為底坡，相對粗糙度高度 、 弗勞德數(shù) 、 雷諾數(shù)和韋伯數(shù)表示式中的變量的相似性。 一個采用在許多自然流系統(tǒng)和水工結構性能評估縮尺模型的 的 水力模型的缺點，通常被稱為實驗室效果的規(guī)模效應。尤其是金（ 2020）使用 FLOW3D 物理模型的規(guī)模效應 發(fā)現(xiàn) 一系列比例模型 、 數(shù)值模擬結果 ： 不同 水 流排放和規(guī)模較大 模型 的 流速比 規(guī)模較小的 模型 價值比更大。奧爾森（ 1988 年），通過求解雷諾 數(shù) 方程 來解釋 標準方程模型湍流粘性的影響。結果與實驗的方式獲得這些 關系 。 這個方案 能夠自由表面和波峰壓力 并且 發(fā)現(xiàn) 現(xiàn)實 與實驗數(shù)據(jù) 的相似性 。 在過去的幾年中，一些研究人員 試著 解決各種數(shù)學模型和計算方法的流量超過溢洪道 的問題， 主要困難是從亞臨界流到超臨界流過渡。 物理模型 被廣泛的用來確定 溢洪道非常重要的大壩安全。反弧溢洪道的 形狀 是 從較 高 頂堰 的直線段 流 到半徑R的網(wǎng)弧形段， 在反弧附近的大氣壓力超過設計 水 頭。原型的速度比縮尺 比 模型的更大，但現(xiàn) 卻 相反的。 1 畢業(yè)設計（論文） 外文翻譯 題 目 姚家河水電站 溢流壩及消能工優(yōu)化設計 專 業(yè) 水利水電工程 班 級 五 班 學 生 敖 杰 指導教師 鐘 亮 重慶交通大學 2020 年 2 使用 CFD模 型 分析 規(guī)模和粗糙度 對 反弧 泄洪洞的影響 作者 Dae Geun Kim1and Jae Hyun Park2 摘 要 在這項研究中，利用 CFD模型 、 FLOW3D 模型詳細調查流量特性 如流量 、 水面 、 反弧溢洪道上的峰值壓力，并考慮到模型規(guī)模和表面粗糙度 對 速度和壓力的垂直分布特征的影響 ， 因此，在 領域中被廣泛驗證和使用。在任何 一節(jié)的最大速度略有降低 或者 表面粗糙度和長度的比例增加。在低于設計水頭 時 波峰阻力 減少 。物理模型的缺點是成本高，它可能需要相當長的時間得到的結果。此外， 速度 是未知的 也 必須作為解決方案的一部分 ， 速度 水 頭 是 上游泄洪時上游 水 頭的重要組成部分。 然后，郭（ 1998） 擴大了對勢流理論的運用與分析 ，對 邊界值理論推導出邊界積分方程的變量代換 ， 此方法已成功應用到了自由下落的溢洪道 中 。 1990 年， 開發(fā)了一個采用有限元和有限體積方法為二維自由表面流動方程，包括空氣夾帶的決議，并將其應用到在泄洪流量計算數(shù)值模型。他們表現(xiàn)出優(yōu)秀的水面和流量系數(shù)的 相似 。 現(xiàn)有的研究大多使用 CFD模型處理模型的適用性，以 估算 泄洪流量 、 水面和峰值壓力 對原型的影響 。規(guī)模效應的嚴重程度增加，比例模型的大小增加或物理過程的數(shù)量增加同時 增加 。方程 （ 1）之間保持正確復制功能復雜的原型流動情況的水工模型縮尺模型和原型。此外，因為實驗材料有限縮尺模型的相對粗糙度高度不能完全復制 。對于一個給定的表面平均粗糙度高度可通過試驗確定。 由 一般 平均 雷諾連續(xù)性方程和不可壓縮流 、 包括 其他 變 量 可得： 其中 ui代表的是 X， Y， Xi方向的速度， z 方向 。ρ 密度 。 通過 數(shù)值 FLOW3D 模型 求解 水流經(jīng) 過反弧 段 的 流 速變 化準確地追蹤流體體積（ VOF模型）函數(shù)代表了流體占據(jù)的比例量 的 自由表面。每個單元有關聯(lián)的當?shù)厮邢嚓P的變量的平均值。探討了尺度和表面粗糙度的影響 ,六例被采用。水面波動是可以忽略不計的，和一些由于發(fā)生改變的表面粗糙度和模型的規(guī)模引起的波峰壓力變化。表面粗糙度 和尺度效應的更為嚴重低于參考點。出現(xiàn)最大速度的垂直位置位于較低位置處作為上層水源，并且在溢洪道正前方很遠處成直線增加。 Savage et al., 2020). They showed that there is reasonably good agreement between the physical and numerical models for both pressures and discharges. Especially, Kim (2020) investigated the scale effects of the physical model by using FLOW3D. The results of numerical simulation on the series of scale models showed different flow discharges. Discharge and velocity of larger scale models has shown larger value than the smaller scale models. Existing studies using CFD model mostly deal with the model’s applicability to discharge flowrate, water surfaces, and crest pressures on the spillway. In this study, flow characteristics such as flowrate, water surfaces, crest pressures on the spillway, and vertical distributions of velocity and pressure in consideration of model scale and surface roughness effects are investigated in detail by using mercial CFD model, FLOW3D, which is widely verified and used in the field of spillway flow analysis. The objective of this study is to investigate quantitatively the scale and roughness effects on the flow characteristics by analyzing the putational results. 2. Scaling and Roughness A hydraulic model uses a scaled model for replicating flow patterns in many natural flow systems and for evaluating the performance of hydraulic structures. Shortings in models usually are termed scale effects of laboratory effects. Scale effects