为研究输水系统中堰井段水面的波动现象,采用Realizable κ-ε紊流模型耦合VOF法对分段低压输水系统进行二维数值模拟,分析了堰后水深对水面波动规律的影响,探讨了在外加扰动作用下水面波动的规律.结果表明,堰后存在高、低两个水位区间,堰后水位处于这两个区间时,水面将会以某一主要频率稳定持续地波动;当堰后水位处于这两个区间之外时,水面波动变得无规律或只有微弱的波动.外加扰动对水面波动会造成一定影响,当外加扰动频率与水面波动固有频率一致时,即使外加扰动强度很小也会引起水力共振,水面波动幅度大大增加;外加扰动频率与固有频率相差较大时,水面波幅在某些特定时刻达到最大,然后减小到最小值,再增大到最大值,波动幅值的变化呈周期性,并推导出了相应的周期公式,为相关研究提供了参考.
VOF法 数值模拟 保水堰 水面波动 外加扰动