大型排水泵站数值仿真及模型试验研究

湖北省新滩口排水泵站由于进水流道设计不合理，设计流量下出现较大的振动和噪音，长期以来在小流量低效率下运行，无法满足排涝流量。本文基于水动力学原理，采用FLUENT软件，对大型排水泵站进水流道内部流场进行三维恒定流数值计算。通过仿真结果分析，指出原泵站在大流量下发生振动的成因，并重新设计了3种流道改造方案。基于这3种方案又进行了数值计算，得出钟II形进水流道和簸箕形进水流道，在水力性能上的优势，为模型试验方案的选择提供了依据。本文对进水流道计算，首先在GAMBIT下对流道造型，采用非结构网格划分流道，然后在FLUENT下运用三维流动方程和k－ε紊流模型及速度入口和压力出口的边界条件，偏微分方程组采用求解压力耦合的半隐方法（SIMPLE），解得控制方程的数值解，其数值模拟结果及其图像揭示了泵站进水流道中的三维流态和流速分布：钟II形及簸箕型流道方案与原进水流道相比，能够明显改善流道内流速和压力的分布情况，推荐为物理模型试验方案。论文最后基于新滩口装置模型试验进水流道压力分布数据，与计算结果进行对照，得出了与试验数据一致的结论。