农业机械学报

作者：黄先北，郭嫱，仇宝云

单位：扬州大学,扬州大学,扬州大学,

关键词：进水池;吸气涡;VLES;S-CLSVOF;数值模拟

基金：国家自然科学基金青年科学基金项目(51909231、51806187)、国家自然科学基金面上项目(51679208)和江苏省水利科技项目(2019019)

开敞式进水池在大流量、低水位情况下易出现表面涡，严重时将发展为吸气涡，影响泵站安全稳定运行。为准确模拟吸气涡流动结构，采用S-CLSVOF方法捕捉水气交界面，并基于混合RANS/LES方法中的VLES方法解析湍流场结构，分析了网格与计算时间对计算结果的影响，同时研究了VLES模型的特性。结果表明：VLES模型可以准确地预测吸气涡流场中的速度分布；不同网格数量级对速度分布与相对吸气率的变化规律影响较小，为降低计算资源消耗，网格数量级达到O(106)即可；根据相对吸气率随时间的变化规律可判断吸气涡达到稳定的时刻，在该时刻之后计算10s即满足相关标准的要求，进一步延长计算时间不改变吸气涡位置与相对吸气率的变化规律；在本算例中，VLES模型的解析度主要受湍流积分尺度的影响，在近壁面为RANS模式以降低近壁面网格要求，而在湍流核心区为混合RANS/LES以提高计算精度。

来源：2022年第3期

《农业机械学报》期刊编辑部

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