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为研究台阶式溢洪道的消能规律,明确台阶式溢洪道的最优消能率参数,利用DualSPHysics对台阶式溢洪道水流特征进行模拟,并通过与典型案例的对比分析验证了SPH方法对台阶式溢洪道水流模拟的适用性与准确性,模拟结果表明SPH方法可以较好地模拟台阶式溢洪道上的水流特征。通过建立不同单宽流量、台阶段坡度和台阶数目的共计288种工况对台阶式溢洪道消能规律及其影响因素进行了研究。结果表明:在其他条件一定的情况下,台阶式溢洪道的消能率与单宽流量呈负相关关系;台阶数目对台阶式溢洪道消能率的影响并不显著,但是存在一个台阶数目能使台阶式溢洪道的消能率达到最大值,该最优消能率对应的台阶数目在78~81阶范围内,此结论对指导实际工程应用有一定的参考价值。 相似文献
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介绍了台阶式溢洪道的由来及发展运用过程,分析了台阶式溢洪道的消能机理及其消能效果,并结合索风营水电站的设计和水工模型试验结果,论述了台阶式溢洪道随着碾压混凝土坝的推广运用,宽尾墩已成为台阶式溢洪道的一种重要的消能形式,为今后类似工程的消能布置设计提供了新的思路。 相似文献
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用1:20的碾压混凝土台阶式溢洪道两维空间模型来评估从一定标高溢洪道顶部到斜台阶的流量转变,台阶消能,以及所建议的消力池的动作来指导该模型的研究。台阶在消能方面起一定作用。当最大流量为14.5m3/s/m时,消能为48%的台阶式溢洪道与消能为20%的平滑稽平面的溢洪道进行了比较。当流量为5.8lm3/s/m时,台阶式溢洪道消能为71%,而平滑平面的溢洪道消能为25%。这种比较.可大大减小溢洪道底部消力池的尺寸。考虑到安全问题和台阶式溢洪道常规设计的标准受限等原因,美国TexasTemple提出为SaladoCreekSite10设计一个急流量为1062m/s,宽为73.15m的溢洪道,而单宽流量14.5m/s/m。溢洪道顶部与消力池之间高差为17.07m,在已建的土坝上建成一个下端坡为1V:3H的溢洪道。所建议的台阶尺寸步。下:高为0.61m,长为1.524m,坡比1V:2H。 相似文献
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结合斯木塔斯水电站台阶式溢洪道水力学模型试验结果,引入了相对消能率和单宽消能功率,总结了台阶高度、单宽流量与消能率、相对消能率和单宽消能功率的变化规律,重点研究相对消能率的变化规律。研究表明,流量增加时台阶溢洪道的相对消能率和单宽消能功率逐渐增大,表明台阶所起到的消能功效增强了。 相似文献
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作者提出应用土工膜衬护,直接在淤地坝坝面设置溢洪道的坝面过水技术方案,并以宋家沟试验淤地坝为依托工程,进行了现场大型试验.试验研究了平底式与阶梯式两种过水方案.试验结果表明:同等条件下,平底式方案末端最高流速达10.7m/s,而阶梯式方案则为3.1m/s,说明阶梯式方案具有较好的消能作用;在上述流速下,两种方案的结构整体稳定,说明土工膜的铺设结构形式与固定方法是合适的;从耐磨抗冲刷性能看,土工膜抗碎石的耐磨性尚待进一步研究;从施工难度、土工膜用量和成本等方面比较,平底方案具有较大的优越性. 相似文献
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台阶式溢洪道消能效果显著、能大大减小下游消力池的尺寸、节省工程量和投资,但其水流规律复杂。本文对比研究了台阶式溢洪道和同体型的光滑溢洪道,并引入台阶式溢洪道相对流速、相对弗劳德数、相对消能率等3个相对水力参数。通过模型试验,分析了台阶式溢洪道流速、弗劳德数、消能率等常规水力参数及3个相对水力参数沿程变化规律、相对临界水深及溢洪道坡度对常规及相对水力参数的影响。分析结果表明:台阶式溢洪道常规水力参数沿程呈复杂的曲线变化规律,相对临界水深及坡度对常规水力参数的影响亦较为复杂,不便应用;台阶式溢洪道相对水力参数沿程表现出良好的线性相关关系,相关系数平均值为0.9887~0.9944;相对水力参数均随相对临界水深的增大而减小,随溢洪道坡度的增大而增大。通过对台阶式溢洪道相对水力参数沿程线性规律的定量分析,并结合光滑溢洪道成熟的水力计算理论,可为台阶式溢洪道复杂水力特性计算提供新方法。 相似文献
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Zhou Hui Wu Shi-qiang Jiang Shu-haiNanjing Hydraulic Research Institute Nanjing P.R.China 《水动力学研究与进展(B辑)》1997,(3)
Hydraulic performances of skimming flow over stepped spillway was studied by means of hydraulic model experiment. The stepped spillway is a modification of the WES (Waterways Experiment Station) standard spillway. The main objective of the experiment was to study the performances of skimming flow over stepped spillway, which include the skimming flow regime, the flow depth on the spillway , the effect of air en-trainment and the energy dissipation. Presented in this paper, the experimental results indicated that the stepped spillway is more effective at dissipating energy, the dissipation ratio decreases with increasing discharge, and the free surface air entrainment on stepped spillway occurs much more upstream than on smooth spillway. 相似文献
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曲线型阶梯溢流坝坝面掺气发生点位置的确定 总被引:6,自引:0,他引:6
曲线型阶梯溢流坝坝面形成掺气水流,是阶梯溢流坝具有较高消能率的重要原因之一,故掺气初生点位置的确定,对阶梯尺寸的选择有重要的影响。根据在大型钢架玻璃水槽中,对4种不同阶梯尺寸的曲线型阶梯溢流坝系统试验结果,分析了坝面掺气的机理,给出了确定坝面掺气初生点位置的计算公式及曲线。 相似文献
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外凸型阶梯式消能工是应用于溢洪道陡槽段上的一种新型的辅助消能工。目前溢洪道陡槽段外凸型阶梯式消能工已在水利工程中得到了应用,但对此类型阶梯式消能工水力特性的研究成果仍较少。本文在5种坡度比和不同阶梯体型(包括阶梯高度、阶梯间距等参数)的阶梯陡槽溢洪道水力模型试验研究的基础上,对溢洪道阶梯陡槽段水力特性进行研究探讨,分析了陡槽段坡度比、阶梯跌坎体型参数等对溢洪道陡槽段泄流流态的影响,并将阶梯陡槽段泄流分为光滑水流区和掺气水流区两部分,提出了外凸型阶梯陡槽段水面掺气断面位置和水深的计算公式。本文研究成果可为溢洪道阶梯陡槽段沿程水面线和消能计算提供参考。 相似文献