水电站不同布置下的拦污浮箱流固耦合计算分析

摘要

针对目前某水电站污物绕过部分浮箱从底部流过以及结构损坏的问题,应用ANSYS FLUENT多场耦合平台,基于流固耦合数学模型、高雷诺数流场以及Realizable ε?k 三维湍流模型进行数值求解.首先,研究了90°流向角不同工况的近壁流场特性,然后,就不同布置下的拦污浮箱近壁水体压力特性以及结构振动特性进行分析.结果表明:为了实现更好的拦污效果,浮箱实际增设栏杆入水深度最佳为1.4m;浮箱最大变形量和应力值随着流向角的增大先增大后减小;不同流向角下的浮箱的模态频率与水载荷大小无关;75°流向角下水载荷对浮箱的结构损坏威胁最大,在优化设计时,要重点考虑.最后,针对黏性阻力系数与经验公式进行对比验证,结果表明,流固耦合计算合理可信.