CFD|大坝设计稳定性评价

part1

1.永久荷载:包括结构的重量和永久重量、土压力、粉土压力、地应力、围岩压力、预应力。

2、 可变荷载:包括静水压力、扬压力、水动力压力、水锤压力、波浪压力、外部水压、风荷载、雪荷载、冰压力、冻胀力、温度荷载、土壤孔隙水压力、灌浆压力等。

3.偶然荷载:包括校核洪水位时的地震作用、静水压力、扬压力、波浪压力和水重。

CFD|大坝设计稳定性评价的图1

一般来说,流体分析通常用在考虑水负荷的情况下。然而,一些条件,如静水压力、土壤渗透等,可以通过经验公式进行计算。超出该范围的情况需要CFD分析。

CFD|大坝设计稳定性评价的图2
如溃坝、泄洪、排涝等

CFD|大坝设计稳定性评价的图3明渠流动广泛应用于天然河流、人工河道和专业水工建筑物中,在与明渠有关的水力学设计中,明渠断面形状、渠道形状、底坡和渠道粗糙度应满足最佳水力断面和无冲淤流速的要求,以满足河流或渠道系统的输水能力。

CFD|大坝设计稳定性评价的图4

CFD|大坝设计稳定性评价的图5

其次,在满足基本水力设计的基础上,要满足水闸、大坝、堰和泄水建筑物中水流的稳定流态,并尽量控制偏斜、脱墙、回流和涡流等不利流态。

对于泄水建筑物,还需要保证下游水流的连接形式和不同连接形式的消能方式,以减少回流和涌浪的影响。

CFD|大坝设计稳定性评价的图6
CFD|大坝设计稳定性评价的图7
CFD|大坝设计稳定性评价的图8
CFD|大坝设计稳定性评价的图9
  • part2 示例
CFD|大坝设计稳定性评价的图10

该模型假设上游水是固定的,没有额外的水源

入口边界条件也可以根据实际情况进行修改

三维地形可以通过midas GTS NX获取

CFD|大坝设计稳定性评价的图11

从图中可以看出,洪峰在16s达到监测点
CFD|大坝设计稳定性评价的图12
假如这里有建筑物,可以提取建筑物上水流的压力
CFD|大坝设计稳定性评价的图13
CFD|大坝设计稳定性评价的图14
  • part3.模型简化分析方法-2D Dam Break

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CFD|大坝设计稳定性评价的图16
CFD|大坝设计稳定性评价的图17
从图中可以看出,洪峰在1.4s到达监测点
CFD|大坝设计稳定性评价的图18
监测面最大平均压力约为0.3MPa
CFD|大坝设计稳定性评价的图19
水位线高程可以导出为TXT文本,并在其他绘图软件中绘制
CFD|大坝设计稳定性评价的图20

文章来源:midas机械事业部

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