Nestacionární CFD simulace toku uzavírajícím se tabulovým uzávěrem

Abstract

Nouzové uzávěry jsou důležitým bezpečnostním prvkem vodních elektráren. Slouží k zahrazení toku při havarijních stavech, a tím k ochraně prvků a zařízení nacházejících se za uzávěrem. V práci jsou provedeny simulace hrazení toku tabulovým uzávěrem na dvourozměr-ném modelu vodní elektrárny Slapy. Simulace jsou provedeny pro případ hrazení konstantní rychlostí zavírání a hrazení pádem uzávěru do toku. Jedná se o simulace s tzv. dynamickou sítí, kdy dochází k přesíťování výpočetní domény během simulace. K pohybu pádu uzávěru je využita metoda 6DOF a pohyb je řízen uživatelskou funkcí, která zahrnuje vliv tíhy uzávěru, působících sil vyvolaných proudícími tekutinami a vliv třecí síly. V simulacích je ověřeno silo-vé působení tekutin a závislost objemového průtoku na době hrazení a na relativním uzavření. V případě simulace pádu uzávěru je také sledována rychlost a orientace pohybu uzávěru a je stanovena doba uzavíracího procesu.Emergency gates are important safety feature of hydropower plants. They are used to close the flow in order to protect power plant equipment in case of emergency. In this diploma the-sis are realized CDF simulations of emergency closure of wheel-mounted gate on two-dimensional model of the Slapy hydropower plant. Simulations were performed for the case of constant lowering gate speed and for the case of gravitational closure. Dynamic mesh was used to enable the gate motion. The 6DOF method was used for the case of gravitational clo-sure and user defined function was defined to control movement of the gate. User defined function include gravitational force, hydrodynamic forces and friction force. Simulations were used to verify forces acting on gate and volume flow through gate during closing process. In case of gravitational closure the speed and orientation of closing process and closing process time were determined.