窄缝式消能工的体型设计

窄缝水流属于三维水流。由于其复杂性,目前对其进行的理论分析和数值计算的研究工作还远远不够。为了给工程设计提供一种简便的设计方法,本文初步探讨性地给出了三维窄缝水流的计算过程。该方法以底部固体边界为收敛准则,易于收敛,精度较高。用该方法可对窄缝式泄水建筑物进行结构和水力方面的计算,为结构物体型的优化设计提供了依据。另外,本文还提出了平面绘图程序的设计方法及其工作原理,对于不同的边界条件,提出了相应的网格自动生成方法,为计算成果的分析和处理提供了方便。     

窄缝式消能工的水力特性及其体型研究

叙述了窄缝坎挑流的水流特性，消能标准及其体型Lα，β,b,B的选择，窄缝使水舌出流挑角θ2增大，水舌纵向拉开。试验提供了不同β与θ2变化关系的试验成果及水舌纵向拉开值的估数式，解决了水力计算中的这一问题，可供工程设计人员参考。     

窄缝式消能工的水力特性及其体型研究

研究窄缝坎挑流的水流特性、消能要求及其体型参数的选择 .窄缝使水舌出流挑角增大 ,水舌纵向拉开 ,形成水流变形耗能 ,且加剧了水流紊动、水舌破碎而掺气的耗能 ,使消能效果增加 ,冲刷减少 .提供了不同收缩比与水舌出流挑角变化关系的试验成果及水舌纵向拉开值的估算公式 .     

窄缝式消能工的研究综述

文章对窄缝式消能工的消能特性和标准进行研究,对解决在深狭河谷中修建高水头水利枢纽的泄洪消能问题有一定意义,可供工程人员参考。     

窄缝消能工冲击波及水翅特性研究

窄缝消能工(STED)是一种结构简单、消能高效率的消能设施,广泛应用于高水头、大流量及窄河谷条件的水利工程。然而,由收缩段中冲击波造成的水翅作为窄缝消能工的一种特殊水力现象,将给下游岸坡稳定性和建筑安全带来危害,而由水翅造成的危害没有引起足够的重视,因此有必要对冲击波的形成机制及由此造成的水翅的运动特性进行专门研究。通过模型试验深入研究流态,结合理论分析揭示了窄缝消能工冲击波和水翅之间的内在联系。通过加入修正系数的方式将Ippen理论应用于窄缝消能工中,提出了冲击波波角的简化计算公式和水翅影响范围的估算方法。模型试验的结果显示该估算方法能够精确反映水翅的影响范围,计算相对误差在5%以内。     

窄缝消能工在高薄拱坝坝身上孔上的应用

峡谷地区高坝泄洪建筑物在大泄洪落差下泄放大流量，需要消刹的泄洪功率很大，做好消能防冲设计，确保建筑物安全，是一个重大的技术课题。在乌江东风水电站的设计中，首次把“窄缝消能”的设计思想应用到高薄拱坝的坝身中孔上，并成功地经受了实践的检验，获得了很好的技术和经济效益，为今后类似的工程设计提供了有益的经验。     

窄缝消能与碰撞消能雾化水流研究

窄缝消能是挑流消能的一种特殊形式。本文对窄缝消能的雾化水流特性进行了初步的研究，提出了窄缝消能高速挑射水流的数学模型，同时对窄缝消能的雾流源量进行了分析。此外，本文还对碰撞消能的雾化水流问题进行了初步探讨。     

窄缝式挑坎强化消能与体型问题研究

窄缝式挑流鼻坎是适用于狭谷高坝大流量泄洪的新型消能工。本文在总结窄缝式挑流消能工应用现状和消能特性的基础上，对窄缝式挑坎的体型进行了初步研究。就满足窄缝流态、消能效果好且经济合理的体型，提出了设计计算的初步方法。     

窄缝消能工在高薄拱坝坝身中孔上的应用

峡谷地区高坝泄洪建筑物在大泄洪落差下泄放大流量,需要消刹的泄洪功率很大,做好消能防冲设计,确保建筑物安全,是一个重大的技术课题。在乌江东风水电站的设计中,首次把“窄缝消能”的设计思想应用到了高薄拱坝的坝身中孔上,并成功地经受了实践的检验,获得了很好的技术和经济效益,为今后类似的工程设计提供了有益的经验。     

窄缝消能工水力特性数值模拟

对于窄缝式消能工,收缩比和出口形式是影响其水力特性和消能效果最重要的两个参数。采用RNGκ-ε紊流模型与VOF多相流模型对窄缝消能工进行水气两相流三维数值模拟,模拟收缩比为0.4,出口形式为矩形和底部收缩比为0.5,顶部收缩比为0.7的V形出口两种窄缝体型的水力特性,数值模拟结合龙水电站开口泄洪中孔窄缝消能工模型试验,对比分析了两者在压力、水面线、水舌和落水形态等水力特性的不同,结果表明采用紊流模型模拟研究窄缝消能工的水力特性是可行的;V形出口形式具有较大的优越性。     

兼使水流转向的非对称窄缝挑坎

讨论了兼有水流转向功能的一级非对称直线边壁窄缝的设计方法与水力特性，两边墙转向角之差即为水流转向角，两边墙转角相等时出口水流的水深和佛汝德数也分别相等。按在窄缝出口前形成完整幅射流的条件，讨论了兼有转向功能的非对称曲线边墙窄缝的设计方法与水力特性。比较了六种体型(三种对称、三种非对称)窄缝在八种工况对泄槽底板的冲击压强，实测结果表明，非对称性越强冲击压强越小。     

窄缝挑坎在高拱坝深孔中的 初步应用研究

在锦屏一级水电站（拱坝坝高305 m）整体水工模型上将窄缝挑坎应用于高拱坝泄洪深孔,对窄缝挑坎体型参数选择和布置进行了试验研究。试验结果表明,窄缝挑坎应用于高拱坝深孔,可以获得窄长下泄水流流态;边墙压力测量结果显示,深孔采用窄缝挑坎后边墙无负压出现,但在窄缝收缩起点附近存在压力增大;射流水舌在水垫塘内纵向扩散效果显著,水垫塘底板时均冲击动压分布相对常规挑坎时而言更加坦化,底板冲击动压差也大大减小,这对水垫塘底板稳定和减小射流冲刷有利.     

溢流反弧段的紊流边界层及摩阻特性

本文介绍不同曲率半径和不同粗糙度时反弧段紊流边界层的研究成果，导出反弧段的摩阻计算公式，并计算了反弧段摩阻流速及壁面切应力等，发现在反弧末端，壁面切应力明显增大，对粗糙度变化反应敏感。     

直线边墙窄缝挑坎的水力计算

应用辐射水流特性计算窄缝挑坎中线水面线,提出一级直线窄缝挑坎水力计算方法,可以比较简单地计算水面线和水舌挑距。水力模型试验验证结果表明,计算结果与试验值基本吻合;同样来流宽深比情况下,水面线与来流弗劳德数基本无关。     

Energy dissipation of slot-type flip buckets

The energy dissipation is a key index in the evaluation of energy dissipation elements.In the present work,a flip bucket with a slot,called the slot-type flip bucket,is theoretically and experimentally investigated by the method of estimating the energy dissipation.The theoretical analysis shows that,in order to have the energy dissipation,it is necessary to determine the sequent flow depth _1h and the flow speed _1V at the corresponding position through the flow depth _2h after the hydraulic jump.The relative flow depth h_2/h_o is a function of the approach flow Froude numberFr_o,the relative slot widthb/B_o,and the relative slot angle?/?.The expression for estimating the energy dissipation is developed,and the maximum error is not larger than 9.21%.     

水流掺气对明流泄洪洞及挑坎水力特性的影响

水流充分掺气可以避免高流速泄洪设施发生空蚀,但也会改变相关水力特性。通过对某大坝泄洪洞掺气设施水力模型试验及关于水流表面自掺气发生条件的相关分析,提出了在全程流速超过38 m/s,长度达550 m的明流洞内仅布置一级掺气设施的建议,较通常情况减少了两级;并针对泄洪洞出流方向与河道流向交角达60°的特点,研究提出了一种大差动异型鼻坎消能工。水工模型试验成果表明,其挑流水舌沿河道纵向扩散良好,水舌外缘与河道对岸保持了30 m以上的安全距离。该泄洪洞建成后经历了高水头、较长时间的泄洪运行,明流洞和鼻坎消能工均无空蚀发生,但挑坎水舌却冲刷到对岸边坡。     

有压接无压泄洪洞设计初探

随着大量直河段水利水电枢纽的修建,有压接无压泄洪洞的应用日益广泛,而目前国内外并无有压接无压泄洪洞设计的系统介绍。本文总结了多年有压接无压泄洪洞设计的工作经验,并收集整理国内已建、在建工程有压接无压泄洪洞特征参数,提出了有压接无压泄洪洞设计的系统思路和设计方法。     

模型溢流反弧的激光测速与紊流过渡区的边界层特性

本文利用激光测速仪对３种不同粗糙度，２种反弧半径的溢流反弧段的水流流速进行了测量，对边界层特性进行了分析研究．试验分析认为，水流流态，壁面粗糙度和壁面曲率对边界层特性有明显的影响     

带掺气槽岸边溢洪道挑流消能工水力特性

采用RNGk-ε双方程紊流模型对掺气槽、差动式挑流鼻坎和预挖坑联合运行的岸边溢洪道水流流场进行研究,模拟了具有大曲率水气交界面的挑射水舌和掺气坎水流,分析讨论泄槽流态、掺气槽底板最大冲击压力和差动式挑坎压力分布,给出了挑射水舌以及预挖坑的水流结构与速度分布特性,并将计算值与实验值进行对比,两者吻合良好。研究结果表明:泄槽中4道掺气槽的设置能有效减免发生空蚀破坏,但对泄槽中水面有一定的影响;高扩散低收缩差动式挑流鼻坎与预挖坑的联合运用消能效果理想。