东西关台阶溢流坝的水力特性

根据东西关水电站右岸台阶溢流坝体型，对４种不同的台阶坝面进行了试验研究。试验结果表明：台阶式溢流坝面通过台阶之间形成的水流旋滚及水流掺气，可大量消散泄流能量，在溢流面设台阶是一种有效消能工，但不宜在大单宽注睛采用。对东西关电站溢流坝来主，其坝面为台阶式是可行的，台阶上台压值一般较小，坝面可不设勇气设施。     

锥阀附近水力特性的数值模拟

采用有限体积法离散求解二维水流运动方程,辅以RNG k-ε湍流模型,模拟了锥阀附近的湍流流场分布,对于自由水面的处理采用了VOF法.通过对压力场、速度场以及流线的分析和试验,认为锥阀联合消能罩是一种有效的高水头消能工.     

不同体形台阶式溢洪道消能水力特性的三维数值模拟研究

基于计算流体力学软件Fluent,采用标准k-ε紊流模型对水底山枢纽工程的碾压混凝土重力坝消能过程进行模拟,提出了适用于台阶式溢洪道消能计算的三维数值模拟方法。将数值模拟与物理模型试验结果进行对比验证,证明了数值计算方法的合理性。针对原方案中存在不良水力条件的位置进行体形优化调整,研究不同体形台阶式溢洪道对泄流过程水力特性的影响。对台阶进行优化布置以及增设渐变段,优化方案模拟结果表明在保证泄流要求的同时提高了消能率,避免了不良水力条件的发生。     

窄缝挑坎水力特性三维数值模拟研究

为研究窄缝挑夫水力特性,利用数值模拟技术,结合具体工程实例,通过对曲面贴角体窄缝式挑坎内压力特性、流速分布及挑射水舌形态等水力参数进行计算分析,提取了物理模型无法获得的较为详细的流场信息。该计算结果能够为类似工程起到一定指导作用。     

台阶式消能的水力特性及计算

介绍了台阶式泄槽的水力特性及特点，引进了经试验拟合或理论推导的3种计算台阶式泄槽消能率的公式及图表，并通过实例进行对比分析，表明台阶式泄槽可将势能大量消耗在顺台阶下泄的过程中，从而减小了下游消力池的长度和深度，为一个较好的有发展前途的消能方式。     

台阶式溢流坝面水力消能计算方法探析

文章结合河南省内乡县打磨岗灌区烟草水源工程雲露湖水库碾压混凝土大坝台阶式溢流坝面设计,采用两种计算方法,对三种不同台阶尺寸的坝面消能效果进行了水力计算。其结果表明,台阶式溢流坝在一定的下泄流量范围内,由于台阶间形成强烈的横向漩滚、水流掺气,显著提高了坝面的消能效果,但随着泄量的增大,消能率逐渐降低,也即小流量情况下消能效果好,大流量情况下消能效果差,故台阶式溢流坝适宜在单宽流量不大的情况下采用。     

台阶式溢洪道的水力特性

台阶式溢洪道是水利工程中常见的新型泄洪消能方式之一,相比于其他消能方式有较高的消能率、能很好地降低溢洪道末端流速,工程造价低、不易发生空蚀等诸多优点。文章概述了台阶式消能工机理及其主要研究方法,归纳了学者对台阶式消能已有的研究结果,并从溢洪道表面台阶设置、水力特性参数、台阶自身形态与消能特性关系3个方面总结了消能率的影响因素,进一步讨论了"M"和"V"2种新型的台阶溢洪道消能特性,通过改变台阶形态增强了消能效果,较大程度地缩减了溢洪道的长度,降低了对下游消能设施的要求。     

基于数值模拟的若坑水库溢洪道水力特性分析

为探究若坑水库溢洪道建筑物三维流场模拟及水力特性,应用数值模拟技术对溢洪道掺气坎周围掺气和水流特征展开模拟分析,得出泄流场、压力场、流速场、水面线等水力学参数分布趋势特征,进而对溢洪道通气孔处通气量和风速以及跌坎掺气水流运行特征展开模拟分析。结果表明,不同特征直径气泡对通气量存在较大影响,但整体而言,模拟值均超出设计值;水体中部掺气浓度沿程表现出衰减趋势,空腔负压模拟值明显大于设计值,不利于掺气空腔的完整;尾坎消能工边长的增大能较好消耗水流势能并减小负压空腔,但同时会引起非稳定流速,故应将尾坎边长控制在合理范围内。     

喀麦隆Mekin水电站工程台阶式溢流坝设计

喀麦隆Mekin水电站工程地处热带雨林气候区,具有来水流量较大、水头较低、水库调节库容小、下游河道抗冲刷较弱的特点。为解决大流量下传统消能设施结构布置复杂、投资较大的设计难题,本工程通过溢流坝下游消能方式比选,成功运用台阶消能的原理,取消了坝下消能设施,节省了大量工程投资,下游消能问题得到圆满解决,可供类似工程参考。     

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。     

阶梯溢流坝和宽尾墩及消力池组合消能的水流数值模拟研究

采用两相流模型,辅以Realizable k湍流模型,来模拟阶梯溢流坝和消力池组合以及阶梯溢流坝、宽尾墩和消力池组合两种联合消能工的水力特性,获得了流速场、压强场、紊动动能及紊动动能耗散率等物理参量的分布。网格划分采用了分区域划分:模型中任何形状不规则的复杂部分采用非结构网格划分,对形状规则的部分则采用了结构网格划分,并根据流动梯度的大小安排网格的疏密程度。采用有限体积法对控制方程进行离散。采用了VOF法处理自由水面,使用PISO算法求解速度与压力的耦连方程组。比较分析了两种消能工在速度场、压强场、紊动动能及紊动动能耗散率的差异。研究结果表明:受宽尾墩的影响,坝面及消力池中的流速均小于无宽尾墩的情况,而台阶坝面的压强明显高于无宽尾墩的情况;在消力池中紊动动能及其耗散率均大于无宽尾墩的情况。可见,阶梯溢流坝、宽尾墩和消力池组合消能工的消能优于无宽尾墩的情况。     

阶梯溢流坝掺气水流运动的数值模拟

从两相流基本方程出发,分析了水利工程中水气两相流的特点,采用QUICK格式对控制方程进行离散,建立了适用于自掺气水流的数学模型.应用此数学模型模拟计算了阶梯溢流坝面水气两相流的自由水面、流速场及初始掺气点等参数,并与模型试验实测结果进行对比分析,两者吻合较好.     

百色水利枢纽溢流坝掺气减蚀研究

百色水利枢纽工程RCC主坝高130m，最大水头差102m，溢流坝最大单宽流量约166m^3／S，流速超过40m／s，采用宽尾墩加消力池联合消能，由于水头高，流速大，堰面气蚀问题突出，水流掺气是减灭气蚀的有效方法，通过分析其它工程掺气减蚀的经验，就百色水利枢纽大比例尺模型试验来研究百色掺气水流的特性，掺气减蚀效果的评估以及掺气坎的最佳布置。     

宽尾墩-台阶溢流坝三维数值消能流场模拟

宽尾墩-台阶溢流坝消能工是在安康水电站特定的泄洪消能条件下,经过模型试验研究提出的一种先进的消能技术.采用有限体积法离散求解,辅以Realizable κ-ε湍流模型,引入水气两相流的VOF模型,利用几何重建格式非恒定流迭代求解生成自由水面,对几何体型采用结构化和非结构化的网格相结合进行处理,从库区到消力池进行了水气两相流数值模拟.     

大坝和溢洪道工程合同管理的特点

水电工程合同管理复杂而责任重大，因而日益受到人们的关注。虽然合同文件也日趋规范和完善，但是为了减少管理失误，借鉴类以工程的合同管理经验是非常必要的。天生桥一级水电站大坝和溢洪道工程合同，是参照ＦＩＤＩＣ合同条款编制的国际工程合同，它既有责任风险和管理程序明确的优点，又有引进先进技术人才和先进施工设备的优势，但也存在授标准迟引起设计和施工条件变更导致索赔等复杂情况。这里介绍了该合同的管理概况，并以这     

汤河水库弯曲溢洪道流场数值模拟分析

依据RNGk-ε双方程紊流模型,并采用VOF方法追踪自由水面和笛卡尔网格法处理复杂几何边界,对汤河水库溢洪道弯道水流进行了三维数值模拟,得到不同流量下溢洪道弯道的自由水面线、压力分布以及流速等流场参数分布规律。     

宽尾墩与台阶坝面联合消能工的试验探索

通过对宽尾墩与台阶坝面联合消能工的机理分析,借助工程水力学模型试验,提出一种新型宽尾墩———X型宽尾墩。这种宽尾墩能适应大小流量的变化,具有良好的消能效果,消能率达60%～70%,比常规宽尾墩消能率高5%～10%;产生的射流对消力池底板的最大冲击压力,比常规宽尾墩小30%。因此,X型宽尾墩具有广阔的应用前景。     

基于数值模拟的某阶梯溢洪道方案优化研究

基于数值模拟方法,利用FLUENT软件对某阶梯溢洪道原设计方案下的泄流能力、闸门全开时的水面线、沿程各段压力等值线、闸门全开时沿程流速分布等流场要素进行模拟计算,根据计算结果分析原设计方案中存在的不足和问题,并提出了新的优化设计方案。研究结果表明:新方案能较好的满足工程设计实际要求,并可对同类型阶梯溢洪道的优化设计提供有价值的参考。     

前置掺气坎角度对溢流坝阶梯面消能特性的影响

将掺气坎布置在宽尾墩出口和阶梯溢流坝首级台阶的中间位置,能有效减小高坝泄水建筑物在高速水流作用下发生空蚀和冲刷破坏的概率。利用水气两相流模型并联合RNG k-ε模型,模拟计算不同前置掺气坎角度对溢流坝阶梯面掺气浓度和消能特性的影响,前置掺气坎角度依次取8°,10°和11.3°。其中模型采用VOF方法对自由水面进行处理,利用几何重建方式对水气面附近进行插值,采用PISO算法和非定常流算法进行计算。模拟计算结果表明,在不同前置掺气坎角度下,阶梯面平均掺气浓度沿程变化趋势为总体减小并在后几级台阶处保持不变;在靠近掺气空腔后的台阶处,沿阶梯水平近壁面凹角到凸角方向,掺气浓度的变化趋势为先减后增,而沿阶梯面垂直近壁面凹角到凸角方向,掺气浓度的变化趋势为先增后减,且同一断面的掺气浓度随前置掺气坎角度的增加而逐渐增加;在靠近反弧段的阶梯上,沿阶梯水平近壁面凹角到凸角方向,掺气浓度的变化趋势为逐渐增大,而沿阶梯面垂直近壁面凸角到凹角方向,掺气浓度的变化趋势为逐渐减小,随着前置掺气坎角度的增加,同一断面掺气浓度随着增大,且泄水建筑物消能率随之增大。     

阶梯溢流坝自由表面掺气特性数值模拟

阶梯溢流坝作为泄水建筑物早已出现。实践发现，经过阶梯溢流坝的水流可以大量卷吸空气，从而增大水体的含氧量。因此可以利用它作为水体复氧、改善水质的措施。但对于阶梯溢流坝复氧能力的理论分析至今尚未见报道。本文引入水气两相流模型，用k-e紊流数学模型模拟计算了阶梯溢流坝自由表面掺气的特征量。计算结果与试验资料进行了对比，结果表明，计算值与实测值吻合良好。可以认为本文的数值模拟方法是可行的。这将为阶梯溢流坝复氧能力计算以及从理论上得到阶梯溢流坝的最佳布置形式提供理论基础。