采用FLUENT软件并选用VOF模型(Volume of Fluid model)对U形结构的水体振荡进行二维数值模拟,首先采用吴持恭推导的U形管中水体振荡周期公式验证采用数值模拟得到的结果可靠.然后研究U形结构的振荡特性,上下游横截面积对振荡周期、振荡幅度的衰减及振荡过程中水流流态的影响.结果表明:增大U形结构上游或者下游横截面积会增大水体振荡周期,特别是同时增大上游与下游横截面积,效果更加显著;当中间有压管道的长度增加到一定程度以后,增加横截面积对周期造成的影响趋于一致,可以拟合出相应的公式;增加横截面积,特别是同时增加上下游横截面积造成水体中产生较大的水流漩涡,增大局部水头损失,能显著加快水体振荡的衰减.
VOF模型 数值模拟 U形结构 水体振荡 振荡周期