某水电站导流明渠复杂进口条件下泄流能力分析

为探讨导流明渠复杂进口条件下的过流能力,对此进行了水力计算和模型试验研究,将明渠复杂进口简化为复式宽顶堰流和不规则河道水流,选择合适的水力参数,并分别采用无坎宽顶堰和宽顶堰流公式、能量方程逐段推求水面线的计算方法求解。对此模型试验结果与水力计算结果表明,计算结果整体可信,进口水流较浅时计算进口水位误差较大。研究成果可为导流明渠在复杂进口条件下的泄流能力分析提供参考。     

小挑坎在导流隧洞出口消能中的应用

针对山区河道导流隧洞出口布置消能措施空间有限的问题,采用物理模型试验,对比研究了预留岩埂、消力墩、连续坎与差动坎四种不同布置方案的消能效果,通过对比不同方案下导流隧洞出口水流流态、流速、冲刷等水力学指标,最终确定连续坎方案为最优方案。水面线和水流流态对比结果表明,该方案增大了水流的横向扩散,优化了水流衔接流态,大幅减小了水流衔接段单宽流量,进而降低了下游岸边流速,减小了下游河床冲刷。     

明渠截流折线形戗堤轴线的选择与研究

为减小截流难度,通过模型试验对西藏藏木水电工程导流明渠截流戗堤轴线进行了研究和优化.摒弃传统的戗堤轴线垂直或近似垂直于明渠主流的设计理念,采用折线形戗堤轴线,将原主流向截流变为侧向截流,并充分利用残留的二期上游围堰和明渠进口右边墙,将截流戗堤龙口设置于导流明渠进口右边墙内侧河道内.优化戗堤轴线达到了降低龙口各项水力学指标、明显减轻明渠截流难度的目的.     

一种新型溢流坝面结构的消能效果数值模拟研究

针对高坝水头高、下泄水流能量大而传统坝体消能效果较差、工程下游河道冲刷严重的问题,设计研发了一种包含分道挑流结构的新型溢流坝面,采用Flow-3D软件对其挑流消能效果进行水动力数值模拟,并与传统溢流坝面结构消能效果进行对比分析。结果表明,新型溢流坝面结构通过改变下泄水流流态分布,能有效降低水流流速,减小对下游河道的冲刷,为大坝高效挑流消能提供了新思路。     

小挑坎对某拟建大型水电站导流洞出口区消能与冲刷改善机理研究

山区河道导流隧洞出口区具有单宽流量大、流速高、河床覆盖层深且抗冲流速小等特点，多数隧洞出口区河床冲刷剧烈，而布置大型消能措施较困难，故提出在隧洞出口布置小挑坎的措施。在物理模型试验观测隧洞出口区水流流态和河床冲刷的基础上，采用数值模拟方法计算导流隧洞出口区水流流场，研究河床冲刷改善的内在机理。结果表明，导流洞出口增设小挑坎后，可增大出洞高速水流的横向扩散和减小单宽流量，增加局部消能率，从而降低河道岸边流速；高流速出洞水体占比明显减少，使高速水流无法直冲右岸滑坡体，减小滑坡体范围流速；出洞水流宽度增加，出洞水流方向变为斜向上出流，减弱对右岸滑坡体的冲击，并且使导流洞出口区及下游河道受到的冲刷明显减弱。研究成果可为工程实践提供参考。     

镂空式整流底坎对侧向进水泵站前池流态的影响

为了改善侧向进水泵站进水流态,采用CFX软件对侧向进水泵站前池流态进行了数值模拟,并结合物理模型试验,研究了在前池入口处设置不同孔高比镂空式整流底坎对水流流态的影响。结果表明,在加设七种不同孔高比镂空整流底坎后,流态方面,底坎孔高比为0(无孔整流坎)时,相比不设整流底坎时进水流道前的漩涡区大幅减小,在引河处仍存在低速回流区;镂空式整流底坎设置后,进水前池回流区明显减小,当孔高比达到0.6时,漩涡和回流区基本消失,进入进水池水流无明显偏流,流态相比较好;流速均匀度方面,进口断面轴向流速均匀度随着孔高比的增加先增大后减小,当孔高比为0.6时,进水池入口处流速均匀度达到了74.27%,相比于孔高比为0时提高了6.77%,即当孔高比为0.6时流速均匀度较好。     

麦日水电站引水枢纽下游防冲试验研究

麦日水电站引水枢纽泄流时下游海漫的水流流速较高,下游河道冲刷较为严重,需要采取有效的防护措施。通过水工模型试验,对枢纽工程的泄流能力、护坦末端及下游海漫的流速以及下游河道的冲刷进行了研究。研究表明,枢纽泄流能力满足设计要求,在下游河道铺设四面体防冲区,可以有效地减小下游河道的冲刷,为了节省工程造价,建议防冲区的长度为50m,宽度从15m逐渐减小为10m。     

拱坝弧形分流墩鼻坎优化试验研究

针对某工程挑流消能对下游河道冲刷破坏严重的问题,采用水工模型试验方法,提出在表孔反弧段增加弧形分流墩的优化方案来解决消能问题。通过对优化前后两种方案的试验数据对比,深入分析了不同工况下弧形分流墩过流时的水流流态和对下游的冲刷特性。结果表明,弧形分流墩方案的溢流坝表面流速稳定,未出现负压,过流能力良好;弧形墩能较好地分散水流,控制水舌的入水方向,使水流在空中发生横向碰撞,消能效果明显。     

天生桥一级水电站溢洪道几个水力学问题研究

天生桥一级水电站溢洪道水头高,流速高,泄量大,泄洪功率大,高速水流问题较为突出.本文在模型试验的基础上,初步研究了该溢洪系统对泄流能力的制约和影响、明渠连接渐变段的体型选择、斜尾墩消除水冠、陡槽水流平面扩散角的选择、泄洪水流与河道斜交时的顶冲回流与消能防冲等水力学问题,并通过分析研究得出了一些有益的结论.     

明渠均匀流弗劳德数随水深的变化规律

弗劳德数(Fr)是判别明渠水流流态的标准,掌握弗劳德数随明渠水深的变化规律,对认识明渠水流的流态特性、指导明渠的设计具有重要意义。从弗劳德数Fr的定义出发,通过理论计算分析明渠均匀流弗劳德数Fr随水深的变化规律,分别揭示了矩形、梯形和圆形断面明渠均匀流弗劳德数Fr极大值的存在条件及变化特征。分别列举算例对计算结果进行验证,为今后工程实际中通过控制断面水深来控制流态提供了依据。     

含引水和尾水明渠输水的水电站过渡过程分析

鉴于无压明渠的水力特性直接影响含明渠引水式水电站的过渡过程和运行控制,结合有压输水系统的特征线法,采用明渠瞬变流分析的特征隐式格式和相应的边界条件,构建含非自动调节引水明渠、压力前池、尾水池和尾水明渠的引水式水电站的过渡过程分析模型,研究了明渠流水力特性对水电站过渡过程和稳定性的影响。结果表明,在大波动过渡过程中,明渠流水力特性对机组蜗壳进口内水压力和转速极值的影响很小,而尾水渠水力特性及尾水池最低涌波水位决定了尾水管进口的最小内水压力;考虑明渠瞬变流特性的影响,水力干扰下受扰机组的调节品质变化较为明显,而水力-机械系统小波动调节品质变化较小。     

高压共轨喷油器蓄压腔进油通道设计

为了满足大功率柴油机的需求,进一步控制系统内的压力波动,减小共轨喷油器内压力波动对系统轨道压力的影响,对一种高压共轨喷油器蓄压腔进油通道进行了优化设计.利用三维流体分析软件FLUENT对喷油器蓄压腔进油通道进行了仿真分析,通过对不同凸边长度的进油通道及不同节流孔的进油通道流场计算,发现蓄压腔进油通道加凸边的设计结构,当凸边结构小于3mm时,可以实现不影响喷油量的同时,降低共轨系统内的压力波动.     

基于MIKE21FM数值模拟的某灌区引水口布置优化

鉴于引水渠道引水口附近存在较为复杂的流场,且该流场对引水口附近的堤防建设有显著影响,利用MIKE21FM对乌苏里江某引水口进行数值模拟分析,得到了渠道分流比和引水口附近水面线、流速、流向等详细的流场数据。结果表明,渠道分流比过大,渠道进口处水面流速梯度较大,水流出现的侧向收缩产生了局部水头损失,不利于水流的平稳流动,据此提出了两种优化方案,并进行了数值试验验证,确定了最优方案为方案2,可有效减少局部水头损失。     

分期围堰导流的迭代法求解

分期围堰是常用的导流方式，导流初期河床被围堰束狭，造成上游水位的壅高。水流流态随纵向围堰长度与水头之比，可分为宽顶堰流与明渠流。考虑到电脑的广泛应用，本文推荐采用迭代法求解正常水深ｈ０。临界水深ｈｋ及河糟缩窄后的水位壅高。     

带侧堰压力前池的非恒定流计算

研究水力过渡过程中压力前池的最高、最低涌波水位,对于确定隧洞或渠顶高程及压力钢管进口高程有重要参照意义。考虑引水渠道末端扩散段及压力钢管对涌波水位的影响,建立了无压引水渠道—压力前池—压力管道非恒定流计算的整体计算模型,计算了电站在增、甩负荷工况下,前池水位的波动过程。结果表明,考虑扩散段和侧堰的影响,计算模型更符合工程实际,可为初步设计提供参考。     

无坝引水明渠淤积成因物理模拟试验研究

我国新疆河流含沙量高,在取水发电时应修建必要拦沙设施,但由于生态环境需要,许多取水设施为无坝明渠引水,在引水同时引进大量泥沙,导致明渠形成淤积。针对新疆某典型无坝引水系统,采用物理模拟方法模拟整个引水过程,分析了引水口和渠道内部的淤积变化情况。结果表明,上游来沙量大、取水口淤积体形成及渠道底坡的共同作用使得引水明渠形成淤积,为此提出改变取水口形态与增大渠道坡度就可大幅减小渠道淤积。     

无压引水渠道及前池非恒定流计算模型构建原理与方法

为计算水电站在负荷变动下渠道和压力前池的水位波动过程、分析渠道末端扩散段和压力前池对明渠水位波动的影响,基于明渠和有压管非恒定流理论,采用特征线法求解明渠和压力管道的圣维南方程组、变时步特征线法解决无压渠道和压力管道不同时间步长,构建了“无压引水渠道+扩散段+压力前池+压力钢管”数学模型,并利用Matlab软件编制相应的计算程序。     

大唐彬长发电厂泾河取水枢纽设计

为了保证小流量时亦能在泵站前形成水头安全引水．满足电厂需水要求,在泾河主河道上修建低坝枢纽工程。论证了修筑低坝引水枢纽工程的必要性．重点介绍了浆砌石低坝的坝型比较、选择,坝顶高程的确定．坝体设计以及枢纽其它建筑物如引水闸、泵站、入库消力池的布置与设计。