多级消能孔板的数值优化设计方法

多级消能孔板是一种新型消能工,在管道或泄洪洞内设置多级孔板,使水流经过多次突然收缩和扩散,形成强烈旋涡和紊动,是消杀能量,降低水头的有效而经济的手段,本文采用改进的 k—ε湍流模型对消能孔板进行数值模拟,探讨多级消能孔板的泄洪洞水力学特性和消能机理,结合极值搜索方法求解最优化的孔板体型及空间布置方案的初试结果,并将结果与前人的工作进行比较,可以看出本文的结论是合理的,且该方法具有经济、简捷的特点。     

孔板泄洪洞水流三维数值模拟研究

采用k-ε紊流模型模拟小浪底水电站9#孔板泄洪洞三维水流运动,利用试验资料对其计算结果进行了验证,数值模拟结果与原型试验数据吻合性良好.通过对数值模拟结果的分析,获得了流速、压力和紊动能等水力要素的分布规律,发现三者均在孔板附近剧烈变化,详细地反映出孔板泄洪洞的消能特性.数值模拟结果表明用k-ε紊流模型来研究孔板消能的水力特性是可行的,可以与物理模型并用,需更为深入研究内部机理和消能特点,为孔板泄洪洞的应用提供可靠的参考依据.     

小浪底工程孔板泄洪洞的消能影响因素研究

小浪底工程,由导流洞改建成孔板消能泄洪洞,新洞型的采用,解决了泄洪洞的高水头、高流速,含沙量大的复杂技术问题。章简要叙述孔板消能泄洪洞的消能情况及影响消能效果的几个主要因素。     

涡流式竖井溢洪道研究述评

近几年国内许多单位开展了溢洪道内消能工的研究，内容包括孔板消能工、空腔消能工、阶梯消能工、同轴反向内消能工、单向涡旋内消能工等．对涡流式竖井消能工的研究也比较集中，其所具有的良好的水力特性和消能效果受到工程界的重视．传统的泄流方式在高水头、大流量、高流速运行条件下，会受到空化空蚀及流动失稳等问题的困扰，修建涡流式竖井泄洪洞是解决上述难点的有效方法之一．由于它的综合消能率在５０％以上，能有效地降低洞内流速，因而选用涡流式竖井溢洪道不失为将导流洞改建成泄洪洞或单独修建泄洪洞的较佳选择．     

高坝施工导流洞改建为旋流竖井式泄洪洞的水力特性研究

为了研究旋流式竖井泄洪洞的水力特性,结合某水利枢纽施工导流洞改建为旋流竖井泄洪洞水工模型试验的部分研究成果,通过大量的优化试验研究,分析了竖井涡流消能工况的流态、压力分布、流速分布、消能率等水力特性.试验研究结果表明,这种旋流竖井式泄洪洞消能效率可达88%以上,涡室与竖井的水流流态比较平顺,压力分布合理.所得结论为旋流竖井泄洪洞的设计提供了依据,可为类似工程参考.     

导流洞改建有压突扩泄洪洞研究

龙抬头式泄洪洞是中低水头水电站导流洞改建泄洪洞的常用方式,但其应用受到地形地质条件限制.为解决狭窄河谷地区中低水头导流洞改建泄洪洞的布置和消能问题,通过模型实验和数值模拟并结合具体工程实际,因地制宜的提出有压突扩泄洪洞这种新型式的导流洞改建泄洪洞布置方式.研究结果表明这种方式改建的泄洪洞具有如下特点:水流直接由有压流向无压明渠流转换,流态简单,有压消能和无压消能相结合;平面上洞轴线方向可以根据地形、地质和施工条件灵活选择;工作闸门可以灵活布置;结构简单、施工方便、造价低等.这种方式改建的泄洪洞可用于中低水头大流量泄洪工程,具有较高的推广应用价值.     

洞塞泄洪洞的3维数值模拟研究

为解决高水头、大流量、出口尾水位低导流洞改建洞塞泄洪洞的布置和消能问题,提出了"垂直洞塞+压坡洞塞+水平洞塞组"这种新型的洞塞布置和消能形式,并采用RNGk-ε双方程模型和VOF方法,对采用该种新型洞塞布置形式的洞塞泄洪洞的流场进行了3维紊流数值模拟,得到了压强、流速、消能率等重要水力特性的分布规律,且将部分计算结果与试验结果进行对比分析,结果吻合良好,验证了采用该数值方法计算强紊动、强剪切射流以及大尺度漩涡流动的可行性.同时,研究结果也表明,某水电站非常泄洪洞采用"垂直洞塞+压坡洞塞+水平洞塞组"的消能模式消能,洞内能形成较强的紊动,消能效果好,满足工程要求.     

竖井旋流式泄洪洞水力特性试验研究

围绕着流态、泄流能力、压力分布以及各段消能率等水力特性对具有抛物线式引水道的竖井旋流式泄洪洞进行了试验研究,结果表明:流态、泄流能力、压力分布均能满足要求,且总消能率达到90%,具备了作为导流洞改建体型的条件.     

竖井旋流泄洪洞三维数值模拟研究

竖井旋流泄洪洞作为一种较新的泄洪洞布置形式,用传统的模型试验方法仍难以揭示其复杂的水流特性,为了探索采用数值模拟的方法来研究竖井旋流泄洪洞水力特性的可行性,用Fluent商用计算软件,对某电站竖井旋流泄洪洞进行了数值模拟研究,得到了泄流能力、竖井空腔、井壁压强分布、井壁水流空化数、总消能率等,并将部分计算结果与试验结果进行了比较,两者符合较好,表明采用数值模拟的方法研究竖井旋流泄洪洞是可行的,在进行体型优化过程中,可以采用数值模拟的方法对体型进行初选。通过对沿程断面的能量的分析计算,竖井旋流的消能主要为两部分,一是沿程能量损失,一是水垫消能。数值模拟暂时不能正确反映竖井底部的掺气及下平段的空气逸出、掺气水深、洞顶余幅等,相关的研究需借助其它手段进行更深入的研究。     

多级孔板消能效率初探

本文对孔板消能形式，通过系列试验研究，确定出较为理想的孔板孔口形状及各种异形孔板串联消能的最佳组合，对孔板消能提出了新论点。     

黄河小浪底工程2~#,3~#导流洞塔架启闭机支撑结构分析

导流洞塔架启闭机支撑结构是导流洞塔架的重要组成部分 ,其结构设计安全与否是导流洞乃至小浪底工程顺利施工的关键因素之一 .针对导流洞塔架在施工、运行期可能出现的情况 ,运用结构力学和三维有限元法对其支撑结构进行综合分析 ,结果表明小浪底导流洞塔架设计合理 ,满足工程设计要求     

小浪底水电站地下厂房尾水叉洞结构分析

尾水叉洞是小浪底地下水电站的重要组成部分,其结构设计安全与否是电站建成后能否正常运行的重要因素。本文针对尾水叉洞在施工、运行期可能出现的情况,运用三维有限元法对其整体结构进行了分析,结果表明小浪底电站尾水叉洞设计合理,满足工程需要。     

小浪底移民项目管理信息系统开发研究

本文讨论了小浪底移民项目管理信息系统的总体功能，并对系统开发战略和一些策略性问题进行了讨论     

FAN工程竖井溢洪道水工模型试验

目前国内竖井泄流消能建筑物主要是结合已建导流隧洞,将临时建筑物加以利用形成永久建筑物,但往往都是作为单独结构进行布置设计,而埃塞俄比亚FAN工程根据工程特点,将土石坝与竖井溢洪道布置成为整体结构,竖井底部连接泄水底孔和坝基泄水管共同穿越大坝,结构布置方式比较新颖.以水工模型试验为手段,并运用相关理论结合试验数据进行分析,综合研究这种特别的竖井结构形式的溢洪道的泄流能力、压力特性、消能、空化空蚀及脉动压力等水力学问题,为该竖井溢洪道安全运行提供依据,以期为国内同类竖井溢洪道工程设计提供新的参考依据.     

大流量水电站表孔泄洪消能体型试验

大流量水电站的消能设计历来都是非常复杂和困难的.在1:60溢流坝表、中泄水孔断面模型上对密松水电站泄水建筑物的布置方案进行了泄流能力、流速流态、压力分布等相关水力学问题的试验研究,并通过10多个方案的比较优化,提出了基本可行的泄水建筑物体型和消力池型式.研究成果表明:表孔取消宽尾墩,采用跌坎式消力池方案,可有效降低底流消能时的池底板流速,同时消除宽尾墩形成的水翅击打两侧导墙现象,达到了较满意的消能效果.试验成果对该工程设计提供了较好的参考方案,并对类似工程有很好的启发借鉴作用.     

小浪底工程消力塘底板混凝土分层优化施工

小浪底水利枢纽工程消力塘的底板混凝土浇筑施工受工期延误的影响及安全渡汛的要求,必须及时调整原有分层浇筑的设计和施工方法.经过现场对比试验和温控计算,成功进行了底板不分层3 m一次性浇筑施工,且消力塘底板混凝土未发现裂缝,强度满足技术规范要求,同时大大缩短了工期,节约了资金.     

不同分散剂对粘性土颗粒大小分析试验结果的影响

根据小浪底艮沟土料场筑坝土料的颗粒大小分析试验,对不同分散剂的粘性土颗粒大小分析试验结果的影响进行了分析。从１４２组土样的试验结果可知,用六偏磷酸钠作分散剂比用氨水作分散剂使土分散得更彻底。