[发明专利]铀尾矿库排洪系统水力特性三维数值模拟方法

权利要求书

1.一种铀尾矿库排洪系统水力特性三维数值模拟方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1，收集资料：收集铀尾矿库排洪系统的基本资料，并对资料进行分析和校核；

S2，选定模拟软件：根据铀尾矿库排洪系统结构特点及软件功能、特点，选择适用的数值模拟软件；

S3，建立三维模型：利用选定的数值模拟软件建立尾矿库排洪系统的三维数值模型，三维数值模型与铀尾矿库排洪系统的基本资料相对应；

S4，划分模型网格：确定模型网格划分方法，分区域划分三维数值模型网格，网格采用非结构化网格；

S5，确定边界条件：根据实际边界，确定铀尾矿库排洪系统进口及出口的边界条件；

S6，选择求解方法：选择紊流数学模型、控制方程离散方法、自由表面追踪方法作为数值模拟的求解方法；

S7，验证并率定数值模型：采用选定的数值模拟软件对经过试验研究的模型进行数值模拟，并与模型试验结果对比，根据对比结果验证、率定、优化数值模型；

S8，确定计算方案并模拟：考虑遭遇不同标准洪水和进口水位拟定计算方案，采用经优化后的三维数值模型，对铀尾矿库排洪系统进行三维数值模拟；

S9，分析计算结果：分析计算结果可靠性和合理性，给出铀尾矿库排洪系统的泄流能力、壁面压力、水流流速、水深、流态相关数据。

2.根据权利要求1所述的铀尾矿库排洪系统水力特性三维数值模拟方法，其特征在于，S2中的数值模拟软件为Fluent。

3.根据权利要求1或2所述的铀尾矿库排洪系统水力特性三维数值模拟方法，其特征在于，步骤S3中三维数值模型与铀尾矿库排洪系统的基本资料相对应具体指的是：三维数值模型与铀尾矿库排洪系统的排洪井—管/隧洞平面位置及结构尺寸、结构型式、断面尺寸相对应。

4.根据权利要求3所述的铀尾矿库排洪系统水力特性三维数值模拟方法，其特征在于，步骤S4中网格尺寸由壁面向中心逐渐增大，第一层网格尺寸满足y+要求，选取沿水流方向为x方向，重力方向为z方向，网格的单元尺寸为0.2～0.4m。

5.根据权利要求4所述的铀尾矿库排洪系统水力特性三维数值模拟方法，其特征在于，加密排洪系统井座、井管连接处结构变化剧烈处的网格密度。

6.根据权利要求1所述的铀尾矿库排洪系统水力特性三维数值模拟方法，其特征在于，步骤S5中铀尾矿库排洪系统进口及出口的边界条件具体为：

排洪井井顶设置为压力入口边界，水的体积分数为0，水从排洪井进入排洪系统，进水边界设置为压力入口边界，水的体积分数为1，采用自编程序输入泄流水深；排洪管、排洪隧洞设置为法向速度为零、无滑移的固体边壁；消力池及下游水渠顶部设置为压力入口边界，水的体积分数为0；下游水渠出口方向为自由出流，设置为压力出口边界，初始状态水的体积分数为0。