台阶式溢洪道数值模拟计算精度评价方法

作者：王海波; 沈立群; 张晋锋; 武英豪^*

来源：中国农村水利水电, 2023, (02): 239-254.

• 台阶式溢洪道
• 水汽二相流
• 数值模拟
• 计算网格收敛指数
• 计算精度

随着CFD领域和计算机技术的发展，许多学者开始采用数值模拟的方法对台阶式溢洪道的水力特性进行细致研究，但学界并没有评价其计算精度的一致方法。采用从致密至粗糙3种网格尺寸，利用Flow 3D?软件对台阶式溢洪道上的水汽二相流进行数值模拟，提供评价其计算精度的一般方法。首先通过计算网格收敛指数法(GCI)以优选网格尺寸，在保证计算精度的同时缩短计算时长；再以物模试验测量结果作为参照，评价在推荐网格尺寸下数值模拟计算结果的精确性。结果表明：使用相同的网格加密因子可以大幅简化GCI的计算过程，推荐采用全局GCI小于5%的网格尺寸；Flow 3D?软件对台阶式溢洪道上关键水力学参数的计算精度较高，且对纯水流的计算精度优于对水汽二相流的计算精度。

• 单位
  湖北省水利水电规划勘测设计院; 武汉大学