三维数值模拟分析：抽水蓄能电站双进/出水口水力特性

"该文是关于抽水蓄能电站双进/出水口水力特性的三维数值模拟研究，作者为张正楼、郑亚军和雷兴春，文章使用Realizable k-ε紊流模型进行模拟，并通过与物理模型试验对比验证了数值模拟的准确性。" 在抽水蓄能电站中，双进/出水口的设计是关键组成部分，它对电站的运行安全和效率起着决定性作用。由于这种水力结构具有双向水流的特点，因此其水力特性分析至关重要。文中提到，根据进/出水口的形式，抽水蓄能电站主要分为侧式和竖井式，而在中国，侧式设计更为常见。 作者们利用Realizable k-ε紊流模型进行数值模拟，这是一种广泛应用的计算流体力学(CFD)模型，能够有效处理复杂流动中的紊流现象。通过对江苏某抽水蓄能电站的具体案例进行计算，他们分析了在上库水位471.5米时的进流工况。电站的输水系统由两个水力单元组成，每两台机组共享一个单元，进/出水口则采取平行并排布置。 研究主要关注进流工况下的水力特性，包括流场分析，以此来理解水流动态和可能产生的涡旋。为了验证数值模拟的准确性，计算结果与物理模型试验数据进行了对比。建模尺寸与实际原型一致，模拟范围涵盖了上库部分库区、防涡梁段、扩散段、方变圆渐变段以及部分引水隧洞等关键区域。 控制方程方面，文章提到了雷诺时均连续性方程和雷诺时均Navier-Stokes方程，这是CFD计算的基础，用于描述流体的运动和压力分布。这些方程的求解可以揭示水流的速度、压力和其他相关物理量的分布，从而为理解和优化水力结构提供依据。 该研究展示了数值模拟在抽水蓄能电站水力特性分析中的实用性和精确性，为电站的设计和运行提供了科学依据。同时，通过与物理模型试验的对比，也强调了数值模拟作为快捷且准确的研究方法在现代工程中的重要地位。