Numerical Flow Characteristics Research Articles

ВЛИЯНИЕ ПРОТИВОПАВОДКОВЫХ ДАМБ В ПОЙМЕ НА ФОРМУ ЗОНЫ ЗАТОПЛЕНИЯ, ПОЛЕ СКОРОСТЕЙ И ГЛУБИН ПОТОКА НА ПРИМЕРЕ ЧИСЛЕННОЙ МОДЕЛИ УЧАСТКА РЕКИ КОНДОМА

Актуальность численного моделирования зон затопления, характеристик скоростного поля потока и отметок уровней воды рек исходит из потребностей практики инженерной разработки месторождений полезных ископаемых, которые зачастую располагаются в чрезвычайно сложных с гидрографической точки зрения условиях. В таких условиях стандартные методики расчетов указанных характеристик не позволяют достичь желаемого результата или не учитывают всего многообразия процессов, происходящих в открытых потоках, способных существенно повлиять на безопасный и безаварийный режим работы проектируемых сооружений. Цель: на примере участка реки Кондома и расположенных в ее пойме существующих и проектируемых гидротехнических сооружений (противопаводковых дамб) и объектов строительства показать, каким образом данные объекты влияют на изменение формы расчетной зоны затопления, скоростного поля потока и уровней воды в условиях стесняющего воздействия на живое сечение потока при паводке редкой вероятности превышения (1 % обеспеченности). Методы. Численное моделирование характеристик потока (расчетная зона затопления, распределение скоростей и направлений течения, расчетные уровни воды) на участке р. Кондома выполнялось при помощи моделирующей системы HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center – River Analysis System) версии 5.0.5. Модель строилась для трех различных сценариев: когда пойма реки относительно не нарушена и в ней отсутствуют противопаводковые дамбы и отвал вскрышной породы (сценарий № 1), при наличии в пойме существующей в настоящее время одной противопаводковой дамбы и породного отвала (сценарий № 2), при наличии в пойме всех существующих в сценарии № 2 объектов и проектируемой противопаводковой дамбы (сценарий № 3). Было произведено сравнение исследуемых характеристик р. Кондома на рассматриваемом участке при реализации всех трех сценариев. Результаты. Для участка р. Кондома настроена имитационная модель прохождения половодья с вероятностью превышения максимального уровня 1 % по трем сценариям, один из которых (сценарий № 1) принят в качестве контрольного. Произведена калибровка модели, подобраны адекватные реальным условиям коэффициенты шероховатости поймы и русла. Получены численные характеристики потока (форма расчетной зоны затопления, распределение скоростей и направлений течения, уровни воды и глубины) по трем рассматриваемым сценариям, и сделаны выводы о степени влияния существующих в настоящее время в левобережной пойме р. Кондома сооружений на форму свободной поверхности, а также произведен прогноз такого влияния в результате строительства новой противопаводковой дамбы на левой пойме реки.

Thermal visualization on surface with transverse perforated ribs

This paper presents the heat transfer and flow characteristics in a channel with different types of transverse perforated ribs. The effects of perforation/hole inclination angle (θ=0°, 15° and 30°) and a location of hole on the rib (h=0.2H, 0.5H and 0.8H), have been examined. The investigation was performed at constant Reynolds number (Re) of 60,000. The experimental heat transfer results via Thermochromic liquid crystal sheet are reported along with the numerical flow characteristics. The results reveal that due to jet-like flows impinging on the surface, the inclined perforated rib considerably improve the heat transfer immediately downstream from the ribs, compared to straight perforated and solid ones, resulting in superior overall heat transfer performance.