跌坎式底流消能工的消能机理与水力计算

应用平面紊动射流理论,分析淹没射流在跌坎式底流消能工消力池中的运动规律以及跌坎式底流消能工降低临底流速的机理,得出射流扩散中心线上最大流速计算式.通过建立消力池内水流运动的动量方程,推导出跌坎式底流消能工的水力计算公式,通过试验验证,结果表明,公式是合理的,为跌坎式底流消能工的设计提供了依据.     

浅议坎式消力池的水力计算

简介泄水建筑物的消能形式,根据坎式消力池的水流衔接形式,通过水力学计算推导出了坎式消力池的消能坎坎高的计算公式,并结合具体实例给出了坎式消力池水力计算的全过程.     

跌坎型底流消能工水力特性的试验研究

采用水力学试验方法,对跌坎型底流消能工的水流流态、时均动水压力分布以及临底流速进行了分析。并对影响消力池水力特性的跌坎深度和水流入池角度进行了研究。研究表明跌坎型底流消能工能有效解决高水头、大单宽流量消力池水力学指标过高的问题。     

多级跌水消能的消能工计算与试验研究

在某工程对原设计消能工进行水工模型试验的过程中,多级跌水消能的跌落水舌长度由公式计算的长度,与试验实测的长度有偏差,导致各级消力池的水跃淹没度均偏大,使消能作用减弱,在试验中对各级消力池尾槛进行优化,改善了各级消能工的消能效果。     

筛网式消能工设计

筛网消能工是小型水电和渠系等工程中应用较为广泛的泄水消能建筑物,筛网式消能工与底流式消能工比较,不仅消能效果好,且抗冻,建筑物结构尺寸较为减小,布置紧凑,可节省工程量和投资。结合实际工程实践,给出筛网式消能工的水力计算方法。     

水垫塘消能水力设计

水垫塘消能是近年来高坝较为常用的消能型式之一,因其具有体型简单、适应性强且工程量省等优点,特别适用于大坝下游消能区地质条件差的水利枢纽。然而由于目前没有成熟的计算方法,其水力设计与计算往往依靠水工模型试验,费时费力。通过日本新成羽坝水垫塘的研究结果,并根据水力学界前辈们对二滩、隔河岩等水利枢纽的工程实践和大量理论研究探讨,结合近来的水垫塘设计经验及已建工程的反馈信息,总结出一套完整的水垫塘设计计算方法,以供水力设计参考。     

窄缝式挑坎强化消能与体型问题研究

窄缝式挑流鼻坎是适用于狭谷高坝大流量泄洪的新型消能工。本文在总结窄缝式挑流消能工应用现状和消能特性的基础上，对窄缝式挑坎的体型进行了初步研究。就满足窄缝流态、消能效果好且经济合理的体型，提出了设计计算的初步方法。     

高低挑坎竖向差动消能水力过渡过程初探

针对高低挑坎对冲消能工上下水舌正碰后合股水流平抛的水力过渡过程,推导出该过程发生的控制方程组.上下水舌正碰可以达到最佳的消能效果,合股水流平抛加大挑距,减小水流在下游的入射角进而减轻对河床的冲刷.     

筛网式消能工的设计

筛网消能是由一层或几层过水的钢筋温凝土筛网、消力宣和反坡段所组成。筛网式消能工与其他消能工比较，不仅消能效果好，而且工程量可节省30%以上。本文介绍了筛网式消能工能的工程布置和水力计算。     

高坝消能工水力设计应用及新发展

随着我国峡谷高坝的大量兴建，各种新型消 能工也应运而生，除对传统式挑流、底流及面（戽）流消能工发挥各自的优点外，并结合工程实际创新了一些新型消能工。这些消能工已在实践中取得了良好消能防冲效果，对这些消能工及新型消能工的水力设计、应用与发展进行总结论述，使今后高坝消能工设计具有实用意义。     

综合式消力池坎高与池深组合消能计算方法

现有底流消能计算中,综合式消力池坎高与池深组合计算的传统试算法十分繁琐,特别是坎上淹没系数计算需多次反复查表试算。为解决这一问题,通过无量纲原理、数学推导及MatLab软件数值分析,给出了坎上淹没系数简洁的高精度解析计算式,并通过对比分析得到该解析计算式最大相对误差仅为0.405%;同时还给出了跃后共轭水深的高精度解析计算式。在考虑消力池深与消力坎的组合消能影响下,给出简洁的无量纲消力坎坎高的解析计算式,并通过MatLab软件给出了无量纲坎高随无量纲单宽流量、下游水深以及消力池池深之间的二维曲面关系图,依据大量数值计算成果,给出了最不利消能工况下的坎高极值计算式。最后通过2个实例计算对比,可见所提出的简洁算法精度高且方便快捷,为工程实际设计提供了参考。     

筛网式消能工程的水力计算

筛网式消能工程是寒区渠系工程中较为典型的泄水建筑物。但因水力计算方法仍不系统、不完善，限制了该技术的推广应用。本文在系统地总结筛网式消能工程科研成果基础上，结合工程实践，给出了单层筛网式消能工程的水力计算方法，可供工程设计使用与参考。     

跌坎式底流消能工的消能机理分析与研究

对比常规的底流消能工，对跌坎式底流消能工消能水力特性进行了分析和试验研究。通过对底流消能机理的分析、平面紊动射流的流速分布和对比模型的对比试验，分析了消力池中的水流运动状态和跌坎在消力池中的作用。利用跌坎式底流消能，可大大降低临底流速，减小消力池底板上的脉动压强，增加淹没射流消能效果和水流的平稳，减小雾化对周围环境的影响，是一种有效的新型消能方式。     

交错式挡坎在闸下辅助消能中的应用和设计优化

针对平原灌区的多孔水闸的三元突扩水跃以及传统消能工工程量大、费用高的问题,提出了交错式挡坎辅助消能工.文中以灯塔灌区新建水闸为工程背景,利用试验研究的方法对该辅助消能工进行有效性验证和优化设计,试验结果显示,该消能工在改善水流流态,减轻下游冲刷范围和强度方面具有重要作用.并通过优化设计研究,给出了最佳设计方案,供类似工...     

窄缝式消能工的水力特性及其体型研究

叙述了窄缝坎挑流的水流特性，消能标准及其体型Lα，β,b,B的选择，窄缝使水舌出流挑角θ2增大，水舌纵向拉开。试验提供了不同β与θ2变化关系的试验成果及水舌纵向拉开值的估数式，解决了水力计算中的这一问题，可供工程设计人员参考。     

单圆弧斜切双扩散坎消能工的水力设计

芹山拦河坝为混凝土面板堆石坝,最大坝高123 m,总库容2.56亿m3,设计洪水条件下溢洪道下泄单宽流量125m3/(s·m),校核洪水条件下单宽流量165.75m3/(s·m),相应下游水深仅14.7～17.4 m,理论冲刷深度可达33.7 m.为解决芹山大坝下游的消能防冲问题,通过室内1:80的仿真整体水工模型试验研究,提出单圆弧斜切双扩散坎新型消能结构(以下简称斜切坎),试验结果令人满意,最大冲深较传统挑流消能减少32%～50%,减少下游冲刷10万m3,该新型消能工已被设计采纳,阐述了斜切坎的水力特性和体型设计.     

坎深和入池能量对跌坎型底流消能工流态影响的数值模拟

跌坎型底流消能工是建立在常规底流消能工基础上的一种消能方式,相对于常规底流消能工能有效降低消力池的临底水力学指标.本文采用RNG k-ε双方程紊流模型进行数值模拟;数值计算采用SIMPLE算法的改进的算法PISO算法;对于自由水面线,采用VOF方法对进行追踪模拟.并对计算结果与物理模型观测值进行了对比,两者结果具有较好的一致性.     

平底渐扩式护坦末端消能坎高度计算

分析了前人对平底渐扩式消力池共轭水深和自由水跃长度的研究成果;应用不同计算方法计算了平底渐扩式护坦末端消能坎的高度。结果表明：文献[1]中计算消能坎高度的方法较为可靠,而采用文献[7]中的计算方法所得消能坎的高度偏小。最后从原理上分析了采用文献[7]的计算方法计算结果偏小的原因,建议平底渐扩式护坦末端消能坎高度的计算采用文献[1]中的方法。     

多级侧坎式螺旋泄水道竖井水力特性研究

针对螺旋滑道式竖井入流条件要求低、排气稳定但消能不足的特点,该文提出了一种多级侧坎式螺旋泄水道竖井,即在竖井螺旋泄水道外壁沿程设置多级侧坎以达到消能效果。试验中可以观察到：在螺旋泄水道水流流动时,部分水流受侧坎作用形成折射水流,折向泄水道内侧,部分水流未受侧坎影响,在离心力作用下发展为贴壁流动;两股水流在侧坎后交汇,交汇处产生了强烈的紊动剪切,降低了水流动能。结果表明,侧坎螺旋滑道式竖井的消能率与螺旋阶梯式竖井的消能率相近,与传统螺旋滑道式竖井相比,其消能率可提高20%～30%。此外,还试验研究了不同侧坎宽度下的竖井水力特性,包括流态、压强、消能和水面线等,总结了侧坎宽度对竖井流动的影响规律。