使用FLOW-3D进行迷宫堰的混合2D/3D建模与方案设计

排行榜 2025年08月19日 14:20 0 admin

Project by Freese & Nichols

面对Douglas County日益增长的用水需求，工程师们需要将Dog River水库的存储容量增加250%，同时确保大坝具备抵御可能最大洪水（PMF）的泄洪能力至2050年。

1. 设计挑战

1）场地特定的岩土约束条件限制了溢洪道的占地面积，排除了传统的线性堰设计。

2）上游半岛形成了斜交的来流条件，使水力分析复杂化。

3）工程师们评估了多种迷宫堰的设计，其中包括一种弧形结构，其标准设计指南有限。

2. 混合2D/3D建模

斜交来流的二维浅水模型

堰的三维分辨率

工程师在迷宫堰附近使用三维分辨率，而在水流斜交的上游区域使用二维浅水模型。这在保持预测准确性的同时减少了计算需求。

3. 设计备选方案

三面迷宫堰

线性迷宫堰

弧形迷宫堰

应用 FLOW-3D HYDRO， Freese and Nichols的工程师能够：

1）制定流量定额曲线

2）确定导流墙高度

3）评估桥墩对堰过流能力的影响

4）确认消力池内水跃的有效控制

5）优化溢洪道陡槽，将其缩短100英尺

“ FLOW-3D HYDRO 的混合2D/3D建模对于优化溢洪道设计至关重要，既能高效模拟大范围流动，又能捕捉精细的水力特征。与传统方法相比，该方法显著节省了时间和成本，并提供了更高精度的结果。通过用户友好的界面支持复杂流态建模的能力，使 FLOW-3D HYDRO 成为本项目不可或缺的工具，并将在未来设计中持续发挥优势。”

- Rojin Tuladhar, P.E. Freese and Nichols, Inc