侧槽洞式溢洪道水工模型试验及设计优化研究

通过侧槽洞式溢洪道水工模型试验,研究了贵州新华大沟水库工程溢洪道的水流流态、泄流能力、动水压力特性及下泄水流消能效果等。试验结果表明溢洪道调整段流态紊乱、溢流堰泄流量超泄过多、下泄水流造成下游河床冲刷严重,通过增加挡水墙、调整消力池底板高程等优化措施,提出了相应的优化布置方案,既满足设计要求,也为其他工程提供参考和借鉴。     

阶梯溢洪道水力特性试验及数值模拟

通过对阶梯溢洪道进行模型试验研究,验证了侧堰的过流能力,研究了典型断面流速、压力及水深在不同工况下的变化规律。试验结果表明:侧堰的过流能力满足设计要求,在各工况下,水深小于边墙设计高度,阶梯段各点空化数小于初生空化数,不会引起空蚀破化。根据原设计方案使用FLUENT对阶梯溢洪道进行数值模拟实验,并将数值模拟计算结果与模型试验结果进行对比分析,发现数值模拟计算结果与物理模型试验结果吻合良好,为深入分析阶梯溢洪道陡坡流场提供可能,同时,为体型结构优化提供技术保障。     

平板闸门槽串水状态下的水力特性研究

以观音岩水电站1号导流底孔为例,通过模型试验从水流流态、泄流能力和水流空化特性等方面对矩形门槽发生串水流动时的水力特性进行了试验研究。试验结果表明平板闸门门槽串水与底孔主流形成的双向交汇水流流态复杂。高水位泄流时,常压状态下底孔呈满流流态,门槽串水仅引起局部水流分离;相似真空状态下底孔封堵门槽下游呈明流流态,而且底孔的过流能力明显减小,同一库水位相似真空状态下底孔泄流能力较常压状态下的泄流能力下降达5%以上。经门槽的竖向水流加剧门槽下游角隅水流分离,恶化门槽段的水流空化环境,致使门槽段更容发生空化水流。     

王圪堵水库泄洪排沙洞模型试验研究

通过对王圪堵水库泄洪排沙洞模型试验成果进行分析,发现原设计方案中存在7进口上方有贯穿型漏斗旋涡、水流流态较差、消力池不能满足消能要求等问题.针对这些问题,对原设计方案进行了局部修改,并对修改方案进行了模型试验.结果表明:①修改方案的进水口设计合理,可满足泄流能力要求;②修改方案的水流流态较好,泄洪排沙洞进口上方布置消涡梁后消除了进口处存在的吸气漏斗旋涡;③修改方案的消力池长度、深度均满足水跃消能的要求,泄槽段与陡坡段底坡处用抛物线连接后无负压出现.     

岸边溢洪道水工模型试验与设计优化

笔者以江西四方井水利枢纽溢洪道为例,通过整体水工模型试验,研究溢洪道泄流能力、水流流态、沿程水深、时均压强及消能效果等;通过优化进水渠形式,调整宽顶堰为WES实用堰,同时增加消力池长度等措施,提出了优化布置方案.结果表明:原方案溢洪道泄流能力不足,控制段流态紊乱、消力池长度偏短;优化方案泄流能力满足设计要求,能够保证各...     

乌拉泊水库溢洪道消能防冲模型试验研究

乌拉泊水库溢洪道既有转弯段也有陡坡泄槽段,转弯段凸岸和凹岸水深、流速相差较大,陡坡段流速大、流态复杂,下游消力池消能率低、流态紊乱。通过模型试验,将转弯段改造成消力池,有效地控制了弯道离心力的作用,借助糙条的作用降低了陡槽内流速,使水流能较快地在横断面上重新均匀分布,使改建后的溢洪道水流条件得到了改善。     

新疆某工程表孔溢洪洞水工模型试验研究

通过建立表孔溢洪洞减压模型试验,在不同水位泄流条件下,对泄洪洞的进口段、竖井段的水流流态、动水压力、水流空化数进行观测分析,试验结果显示:进口为稳定的溢流堰自由泄流,进口及竖井水流流态较好,溢流堰跌坎及竖井环形掺气坎后均能形成稳定的掺气空腔;溢流堰面、竖井内的压力分布合理;水流空化数均满足规范要求,不会发生空化水流。     

江西大塅水库新增溢洪道水工模型试验研究

通过1∶40水工整体模型试验,研究了大塅水库新建溢洪道的泄流能力、水流流态、压力特性、水面线及下泄水流的消能防冲效果等。试验发现溢流堰面出现了较大负压,通过对溢流堰、溢洪道进口段喇叭形边墙、泄槽过渡段、泄槽渐变段以及挑流鼻坎等体型参数的优化,提出了能基本满足设计综合要求的优化布置方案,其试验研究成果可供相关工程参考。     

W型迷宫堰过流能力试验研究

受制于现有迷宫堰流量计算公式的适用条件,针对山区峡谷形水库,采用模型试验,研究不同单宫角度的W型迷宫堰过流能力,并和相同布置形式的WES实用堰进行对比分析,得出W型迷宫堰的过流能力和过堰水流流态密切相关:迷宫堰过流能力增大仅限于水流流态从薄壁堰流过渡到实用堰流的小流量范围,当流量进一步增大时,水流流态过度到完全的实用堰流,但受过堰水流压力变化影响,其过流能力低于WES实用堰。试验研究成果可为类似工程提供参考。     

三溪浦水库组合结构型式溢洪道水工模型试验研究

浙江省鄞州区三溪浦水库为一座中型水库,溢洪道采用开敞式布置,溢流堰由正堰和侧堰组成,进口结构型式及水流条件复杂,理论计算较难把握。为验证维修加固工程溢洪道水力计算的合理性,按SL 253—2000《溢洪道设计规范》要求进行了模型试验研究。通过各工况下过流能力、水流流态、压力分布、流速分布、水流空化数等方面的综合分析研究,率定出了较为翔实可靠的流量系数、泄槽边墙高度、明渠底坡等设计参数,为优化调整设计和今后水库科学调度提供了可靠依据。     

分流对弯道水流紊动强度影响的试验研究

采用先进的三维超声波多普勒流速仪（ADV）对不同分流比情况下弯道水流紊动特性进行了系统的试验研究。根据试验数据,探讨了不同分流比工况下弯道水流的紊动机理,分析了其紊动特性,同时对紊动强度分布特点进行了比较。     

前置掺气坎坡度对阶梯溢洪道掺气水流影响的数值模拟

为研究复杂边界条件下气液两相界面的流动及混掺现象对工程建设的影响,结合某大型水电站的溢洪道,利用RNG k-ε模型对其进行三维流场模拟,采用有限体积法离散控制方程,并用GMRES算法进行压力求解,对前置掺气坎式阶梯溢洪道和传统阶梯溢洪道泄流壁面上的高速掺气水流进行数值模拟。结果表明:随着掺气坎坡度的增加,其掺气空腔及掺气浓度均有所增大,随着水流下泄掺气浓度沿程降低,达到一定距离后趋于稳定,掺气浓度值达到了减免空蚀破坏的要求;与传统阶梯溢洪道的模拟结果进行对比可知,增设前置掺气坎后,既可以增加前几级阶梯的掺气浓度使水流提前达到水气平衡,也没有降低阶梯式溢洪道的消能率,为解决传统阶梯溢洪道中出现的工程难题提供了一种新思路。     

In the Central Committee of the Communist Party of the Soviet Union and the Council of Ministers of the USSR

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