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第 !" 卷第 # 期&’()!" *’)#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展!$$" 年 %$ 月?0;) !$$"+,-./012 3/ 4031/01 ./, 5106/’(’7!8 ’9 :.;1< =12’><012作者简介： 华富刚 （%@A!—），男，江苏江阴人，硕士研究生，从事水电站水力学研究。 BCD.3(： 6>.9>7./7E23/.) 0’D水电站调压室内三维湍流场数值模拟华富刚%，秦柳燕!（% ) 河海大学水利水电工程学院，江苏 南京!%$$@A； !) 南京水利科学研究院，江苏 南京!%$$!F）摘要： 运用 计算流体动力学方法 （ GHI）对某抽水蓄能电站尾水调压室进行了 数值模拟。 计算时选用 适合调压室流动特性的 =1.(3J.K(1 !"!湍流模型， 采用 标准 4LMNOB 算法， 离 散格式采用 一阶迎风格式。 计算结果揭示了 调压室内 流道流场的速度及压力分布规律， 并据此计算出 调压室水头损失系 数。 将水头损失系 数计算结果与水力模型试验结果进行比较， 发现采用 GHI 方法计算得到的结果不论在变化规律上还是数值上均可达到与模型试验结果相当 的精度， 表明 GHI 方法可以应用 于调压室的设计和优化中。关键词： 调压室； 数值模拟； 速度分布； 压力分布； 水头损失系 数文献标识码： +中图分类号： 5&"P!Q#文章编号：%$$R!"RF" （!$$"）$#!$$F"!$P!"#$%&’() *&#")(+&,- ,.P/ +"%0")$-+ .),1 &- *"%2$ +(-3* ,. 456%,7,1$% *+(+&,-*88ST+ H>C7./7%， UL* O3>C8./!（% # $%&&’(’%)*+,’- $%./’-0+.12 +.3 423-%5%6’- 7.(8.’’-8.(， 4%9+8 :.80’-/8,2， ;+.<8.( !%$$@A， $98.+； !# ;+.<8.( 423-+=&81 >’/’+-19?./,8,=,’， ;+.<8.( !%$$!F， $98.+）90*+%(’+： 561 D1;6’, ’9 0’DV>;.;3’/.( 9(>3, ,8/.D302（ GHI） W.2 .,’V;1, 9’< />D1<30.( 23D>(.;3’/ ’9 ;.3(<.01 2><71 ;./X2 ’9V>DV1, 2;’<.71 V’W1< 2;.;3’/2) L/ ;61 0.(0>(.;3’/， ;61 =1.(3J.K(1 !"! ;><K>(1/01 D’,1( 2>3;.K(1 9’< <19(10;3/7 ;61 9(’W06.<.0;1<32;302 3/ 2><71 ;./X2 W.2 21(10;1,， ./, ;61 2;./,.<, 4LMNOB .(7’<3;6D ./, ;61 93<2; ’<,1< >VW3/, 2061D1 W1<1 .,’V;1,)561 0.(0>(.;1, <12>(; <1-1.(2 ;61 ,32;<3K>;3’/ ’9 9(’W -1(’03;8 ./, V<122><1 3/ 9(’W 06.//1( 3/ 2><71 ;./X2， ./, ;6>2， ;61 0’1993031/;2’9 61., (’22 ’9 2><71 ;./X2 W1<1 ’K;.3/1,) L; 32 9’>/, ;6.; ;61 0.(0>(.;1, <12>(; ’9 ;61 0’1993031/;2 ’9 61., (’22 K8 ;61 GHI D1;6’,32 .(D’2; ;61 2.D1 .00><.08 .2 ;6’21 ’9 D’,1( ;12;2) 561<19’<1， ;61 GHI D1;6’, 0./ K1 >21, 9’< ,1237/ ./, ’V;3D3J.;3’/ ’9 2><71;./X2):$5 1,%6*： 2><71 ;./X； />D1<30.( 23D>(.;3’/； -1(’03;8 ,32;<3K>;3’/； V<122><1 ,32;<3K>;3’/； 0’1993031/; ’9 61., (’22具有有压长尾水道的抽水蓄能电站由于尾水道较长，为了保持尾水系统运行的稳定性，特别是防止丢弃负荷时产生过大的负水锤， 需要在尾水隧洞上设置调压室。 因此， 尾水调压室设计的好坏会影响到水电站系统运行的安全性和稳定性。 为了能设计出性能好、体型优、 造价低的调压室， 有必要对调压室内的流场进行研究，包括调压室内的流速分布、压力分布和水头损失等。传统的研究流体运动规律的方法主要有两种：一种是模型试验研究；另一种是理论分析方法，利用简单流动模型假设， 给出某些问题的解析解。 前者耗费大、周期长；后者对于较复杂的非线性流动目前还有些无能为力［%］。 随着计算流体动力学 （ GHI） 和计算机技术的快速发展， GHI 数值模拟方法正在逐步成为研究流场的一种重要手段。 现在 GHI 方法已经被广泛应用于流体机械 （如蜗壳、 离心泵等） 内部流场的研究［!］， 但对于水电站调压室流场的数值模拟在国内还不多见。;数值模拟;<;研究对象本文运用 GHI 软件 HOTB*5 对文献 ［P］中某抽水蓄能电站尾水调压室进行数值模拟。 该调压室是有长连接管的阻抗式调压室， 大井高 R$Q$ D， 直径%$Q$D，连接管直径 FQP D， 连接管长 !"QP D， 尾水洞直径 "Q!D。 为了便于叙述，按水流方向将调压室中的流态分为两种：一种是两股水流汇合成一股水流，简称汇流；另一种是一股水流分成两股水流，简称分流。 本文按分流与汇流各研究一种典型流态， 如图 %所示。;<=计算方法本文采用有限体积法离散恒定的不可压缩;"@?"F?水利水电科技进展， !$$"， !" （ #）A’&： $!#!AP"ARPP#7"B+8&： <CE 99= # ’3= # 1.9,,5： DD!!E # 99= # ’3= # 1.