基于流体结构互动理论的水工平面闸门流激振动机理研究

项目名称： 基于流体结构互动理论的水工平面闸门流激振动机理研究

项目编号： No.51369013

项目类型： 地区科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 水利工程

项目作者： 何士华

作者单位： 昆明理工大学

项目金额： 50万元

中文摘要： 采用理论分析、数值模拟和模型试验手段，深入研究水工平面闸门的流激振动和门槽涡流激振特性。采用直接数值模拟方法并结合非线性系统分析，研究门槽内部涡结构分岔、失稳和暂态过程等流体动力学行为；采用改进的大涡模拟方法，分析计算非定常过闸水流的压力脉动和紊流特性；建立闸门结构控制方程、基于任意拉格朗日-欧拉描述的N-S流体控制方程和耦合界面边界条件，分别采用单向耦合和双向强耦合模式数值求解流体与结构动力学方程。制作水工试验模型，测量闸门结构的动力学参数和过闸水流的压力脉动。基于并行算法，建立平面闸门水力激振力新的计算模式，提高平面闸门流激振动的动力学计算精度和预测水平，揭示平面闸门非线性流激振动和门槽涡流激振机理，为水工平面闸门的减振和避振提供重要参考依据。

中文关键词： 流固耦合；平面闸门；流激振动；Navier-Stokes 方程；涡流

英文摘要： The fluid-induced vibration and the vortex-induced vibration mechanism of hydraulic plane gate will be investigated by using a combination of theoretical analysis, numerical simulation and model test means. The direct numerical simulation method combined

英文关键词： fluid-solid coupling；plane gate；fluid-induced vibration；Navier-Stokes equations；vortex flow