无压隧洞水力过渡过程数值模拟研究

水电站引水发电系统无压隧洞中的水力过渡过程是近年来电站设计中出现的一个新课题,特别是流域梯级电站开发中经常遇到.结合工程实例应用扩散法,给出了无压隧洞水力过渡过程数值模拟的基本方程以及上下游及弃水堰等边界附加方程,计算得出了无压隧洞内的水位变化过程.     

水电站无压引水隧洞非恒定流模型试验研究

水电站无压引水隧洞在运行中会出现非恒定流水力现象，而物理模型试验则是确定这类无压引水隧洞非恒定流水力参数的重要手段。本文通过具体工程应用实例，介绍了无压引水隧洞非恒定流模型试验的模型率和设计方法。指出模型试验材料决定了无压隧洞正态模型试验的比尺。在无压隧洞靠近下游段设置溢流弃水堰，在有压隧洞前设置大底坡连接过渡段，对控制无压隧洞内的非恒定流水力危害是十分有效的工程措施。     

老木孔水电站机组及下游河道的水力过渡过程计算

针对老木孔水电站水头低、流量大的特点,建立了水轮机的边界方程和尾水管出口与下游河道入口的边界方程,对甩负荷后机组及下游河道的水力过渡过程做了联合计算,实现了电站水力过渡过程计算研究中将水力与机械、有压流与无压流统一分析的功能。     

城门洞型输水隧洞明满流计算与试验

无压输水隧洞中受到闸门启闭而引起的明满交替流水力瞬变现象，通常会造成洞内的压力剧增，对工程安全运行造成威胁。为了探究城门洞型隧洞的明满交替流和明流过渡过程，实测了模型隧洞沿线断面水深或压力变化曲线，基于窄缝法原理，使用扩散法对实测工况进行数值模拟计算，将实测数据与计算结果进行了对比分析。研究表明：在下游初始水深逼近城门洞直墙高时，下游闸门突然关闭后，在大来流量下管路中出现压力瞬间陡增的完全明满流现象，水流向上游传播并伴随剧烈的掺气，在小来流量下表现为不掺气压力突升的临界明满交替流，回波造成二次压力剧增，断面压力达到峰值。窄缝扩散法对于从明流完全转化成满流的明满流过渡过程模拟效果较好，而对于临界明满流的模拟有较大的误差。无压流水力过渡过程数值模拟计算结果与实测值基本一致，反映了明渠水力过渡过程数学模型的合理性。研究成果可为深入研究这一复杂水力现象提供借鉴和参考。     

有压管道充水过程数值模拟

基于明渠非恒定流的运动方程和连续方程，采用Preissmann四点隐式差分格式，结合虚拟流量法，对有压管道充水过渡过程进行了数值仿真模拟，该充水数学模型能模拟管道从无水变为无压流，再过渡到有压流的整个水流运动过程，其中包括漫流和明满过渡流。将该模型应用于南水北调天津干线有压输水系统充水仿真计算了充水过程中出现的水力过渡现象，最不利的情况出现在已经充满后的波动阶段，结果可为具体工程的充水操作预测水锤、规避风险和加强防护提供科学的依据。     

太平驿水电站水力过渡过程计算与实测

太平驿水电站引水系统为长隧洞、差动式调压室、２管４机，尾水隧洞按无压明流设计。本文介绍了电站水力系统的特点、水力过渡过程计算的数学模型要点、计算结果及分析，且引述了１、２号机组同时甩负荷试验调压室涌浪和机组转速、蜗壳压力的实测结果与计算结果的对比。     

水力系统模型对水电站过渡过程影响研究

根据有压管道的非恒定流方程建立了压力管道出流和人流两个断面的流量-水头压力的传递函数矩阵，推出了有压引水系统的弹性水击方程和刚性水击方程，同时还导出了水轮机的线性模型和非线性模型。基于压力管道和水轮机的模型建立了水力系统模型，该模型可以用于研究水力系统之间水力量的关系及对电站过渡过程的影响。最后对水电站几种过渡过程进行了仿真，比较了水力系统模型对过渡过程的影响，并对结果进行了分析。     

观音阁水库输水工程水土保持分析与评价

观音阁水库输水工程由取水头部、压力隧洞、电站、输水管道、无压隧洞、配水站及分支输水管道等组成,总长度83.3km。文章对主体工程选线、占地和弃渣的水土保持进行分析与评价,结果表明:在线路选择上基本不存在水土保持制约因素;工程占地会影响到农业生产及居民生活,但生态平衡不会遭到破坏;工程结束后,弃渣场采取工程措施及植物措施进行全面整治,无水土保持制约因素。     

珍珠塘水电站机组选型优化设计

1电站概况 珍珠塘水电站位于浙江省临安市清凉峰镇颊口溪的干流，工程坝址位于临安市马啸乡路口村村口的颊口溪中下游河段上，堰坝址以上控制流域集水面积102．47km^2，坝前10m始依次接1677．5m无压隧洞，102m主钢管段，2×7．65m钢管，其后为发电厂房。工程以发电为主，电站总装机容量2×250kW，是1座无调节径流式电站。电站枢纽由挡水堰坝、引水系统、发电厂房及升压变电站等组成。     

用Lattice Boltzmann方法模拟二维水力过渡过程

本文旨在探索用Lattice Boltzmann方法模拟二维水力过渡过程的可行性。应用Chapman Enskog展开技术，导出了一套多尺度方程，将LB方程和其所对应的宏观方程联系起来；根据水力过渡过程基本方程的特点，建立了计算二维水力过渡过程的一个LB模型；应用该模型对一维正弦波的传播、一维断波的传播与反射、二维拐角衍射波等典型算例，以及近似为二维问题的混凝土蜗壳在机组甩负荷和起动工况下的水力过渡过程进行了模拟分析。研究表明用LB方法模拟多维水力过渡过程是可行的，值得进一步探讨。     

吉音水利枢纽竖井旋流泄洪洞水力特性试验研究

通过1∶30的水工模型对吉音水利枢纽竖井旋流泄洪洞的水流流态、压力分布、流量系数等水力特性进行了研究,分析了在进水口溢流堰末端增设掺气坎对进水口及竖井内流态及通气孔风速的影响。研究结果表明:在溢流堰末端增设掺气跌坎有利于减小溢流堰面的负压、防止空蚀破坏、简化进口体型设计,且有利于泄洪洞的安全运行。     

用VOF方法数值模拟溢流堰流场

采用流体体积函数处理水气交界面，并与标准的k-ε二方程紊流模型耦合模拟了溢流堰上的流场．计算的溢流堰上压力分布和流速，均与物理模型试验的测量结果较为吻合．     

虹吸井和排水口泄流三维数值模拟及堰型优化

采用k-ε湍流模型封闭Reynods方程及VOF法追踪自由水面,对南迪普火电厂虹吸井和排水口的排水过程进行了三维数值模拟,其结果与模型试验结果吻合良好,表明三维数学模型用于虹吸井和排水口泄流模拟是可行的。在此基础上,针对原设计方案虹吸井溢流堰泄流偏于一侧、流速分布不均匀等缺点,分析了迷宫堰取代原方案折型堰后的流态,经三维数值模拟验证,迷宫堰堰上过流量及堰后流速分布基本均匀对称,是一种较为理想的堰型。     

表孔溢流堰体型优化设计及模型试验验证

溢流表孔在水库汛期泄洪中作用显著,成功的表孔溢流堰体型设计是保证其功能有效发挥的重要前提。以浯溪口水利枢纽工程溢流表孔堰面为例,论述了堰面曲线设计及因结构布置需要对WES实用堰体型所作的一些改进,同时通过物理模型试验从泄流能力和堰面动水压力两方面验证了表孔溢流堰体型改进设计的合理性。研究成果对类似工程溢流堰体型优化设计具有一定的借鉴和参考价值。     

九龙峡水电站溢流堰三维数值模拟

利用 FLUNET 软件,以 k-ε湍流模型封闭 Reynods 方程,采用 VOF 法追踪自由水面,对九龙峡水电站表孔溢流堰的水流按定常流动进行了三维数值模拟。结果表明：溢流堰的泄流能力、水面线、压力分布和流速分布等计算结果与模型试验实测结果吻合良好,说明数值模拟计算可以用于一些水工建筑物泄流计算和设计     

迷宫堰在仕源水库加固中的应用

迷宫堰是在平面上按齿状折线形布设的薄壁堰,它的溢流前沿宽度比直线形堰长几倍,在较低水头时具有较大的过流能力,适宜于溢流宽度受限而需加大下泄能力的溢洪道改造工程.仕源水库原溢洪道为有闸宽顶堰控制,对于小型水库,给管理带来了极大的不便,现将其改建为无闸控制迷宫堰,在经济、高效、便于管理等方面取得显著效果.     

底孔溢流堰设计与施工的几个关键技术探讨

本文探讨了浯溪口水利枢纽工程底孔溢流堰设计与施工中所采取几个的关键技术;其中基于物理模型试验进行底孔溢流堰设计。模型试验结果表明底孔溢流堰设计既能保证水流平顺,过流能力大,又能保证不出现导致堰面发生破坏的堰面负压。此外,底孔溢流堰施工通过采用倒弧面模板和混凝土分区等工程措施可保证堰体混凝土满足强度、抗冲、温控以及平整度等要求。这些技术可为类似工程溢流堰设计与施工提供重要参考。     

岸堤水库溢洪闸堰流——孔流流量的试验分析

根据岸堤水库溢洪闸的工程实例,通过模型试验和现场实测对比理论计算得到孔流与堰流的关系式,把堰流的试验结果推广到闸门控制泄流上,取得成功。该方法可广泛应用在类似水库溢洪闸中。     

岸堤水库溢洪闸堰流-孔流流量的试验分析

根据岸堤水库溢洪闸的工程实例，通过模型试验和现场实测对比理论计算得到孔流与堰流的关系式，把堰流的试验结果推广到闸门控制泄流上，取得成功。该方法可广泛应用在类似水库溢洪闸中。