基于VOF法的自由跌水水力特性研究

自由跌水的上下游水位差导致下游的水流特性与上游存在较大差异,下游回流区的切应力分布和压力分布与河床局部冲刷、河床稳定密切相关,但是较少涉及两者因素的综合影响。然而,切应力的测量难度较大。近年来,数值计算被广泛采用和认可。因此,基于体积分数法(VOF法)和三维水动力学模型,数值研究了佛汝德数Fr=1.74来流的明渠自由跌水。通过分析切应力和压力分布后可知,最大压力分布区和切应力分布区并未在同一区域,分别位于水流冲击区和冲击区下游,可为相关研究提供借鉴。     

短间距双戗堤截流试验研究

双戗堤立堵截流工程中，龙口的各项水力学参数决定了截流进占的难度。其不仅与截流河段的地形、来流量以及导流建筑物的泄流能力有关，还和上下戗堤以及龙口的相对位置有关。在分析上述条件的基础上结合试验研究．钊．对两戗间距不能满足水流横向扩散消能的工程特性，提出利用工程措施改变下龙口流场分布的方法来降低截流难度。     

透水四面体截流材料的稳定性试验研究

实体四面体结构的人工预制抛投材料在截流工程中广泛应用于代替大质量的天然块石,具有透水性的四面体结构则在江河堤岸的防冲促淤中广泛使用,且效果甚佳。文中通过物理模型试验,结合透水四面体结构的特点和截流工程理论,研究了材料在水中的稳定特性,与实体四面体结构进行了对比。探讨了透水四面体在截流工程中的应用可能性。研究结果表明:透水四面体的表面开孔率对落水后的稳定性有较大的影响;开孔率为32.15%时稳定性最优,且止动流速与实体四面体基本相当;流场特性优于实体四面体,有效减轻了漩涡造成的不利影响。适当提高人工预制截流材料的透水性,提升稳定性的新途径是可借鉴的。     

低水头、大单宽流量泄洪消能方式研究

对于具有低水头、大单宽流量、低佛氏数、深尾水以及下游水位落差变幅大等特点的泄洪消能问题,其过流特点是:由于闸下跃前水流的佛汝德数较低,消力池内水垫较深,水流下泄后下游水位对闸室水流和消力池内水流流态影响较大。通过水工模型试验研究,提出了采用淹没式宽尾墩消力池联合消能方式。在闸室末端采用宽尾墩后,水舌沿纵向拉伸扩散,消除和抵消了常规的等宽闸墩情况下出现水跃的来回震荡现象,水流经宽尾墩收缩后,以淹没射流形式进入消力池,池内水流具有三维射流特性,消力池内产生横、纵向扩散和剪切、掺混,加强了消能效果,达到了稳定水跃、分散水流、加强紊动剪切和掺混的目的,较好地解决了下游河床的消能防冲问题。     

狭窄河床大单宽流量深覆盖层施工导流消能防冲研究

文章对下游河道消能防冲和固堰保护措施进行了比较研究，提出了采用开挖块石护底、混凝土四面体二次消能的综合措施，解决了狭窄河床、大单宽流量、深覆盖层、地质条件差的导流洞出口消能防护和下游固堰安全的技术难题。