泄水建筑物体型优选的数值模拟研究

本文针对泄洪洞水流的特点，建立了适体坐标系下带自由表现、强紊动水流的数学模型。利用该模型编制程序对泄洪洞中复杂水流进行了数值模拟，通过分析输出的数据和图形，可以灵活地修改模型和体型的形状和参数，方便地进行系列数值实验或不同体型方案的比较，从而为泄水建筑物体型方案的选择和设计提供了足够精细和准确的数据，有助于数学模型逐步地取代费时耗财的物理模型实验。     

泄水建筑物紊流数值模拟研究进展与趋势

系统地总结了水工泄建筑物紊流水力特性数值模拟研究的现有成果，提出了有待进一步解决的问题和今后的研究趋势。     

楼庄子水库泄水建筑物初选方案数值模拟分析

本文采用数值模拟的研究方法 ,以楼庄子水库泄水建筑物为研究对象,对溢洪洞底流消能与挑流效能两种初拟方案进行研究,运用标准k-ε计算模型结合流体体积分数法(VOF)追踪自由水面,对溢洪洞不同方案进行了三维水气两相流数值模拟。通过同等计算条件下,设计工况计算成果分析,对比了两种方案的流速矢量图及水气两相流云图,得出底流消能消能效果较好;并分析得出了底流消能方案池深、挑流效能挑角进一步优化方向,分析成果为楼庄子水库溢洪洞方案选取提供了理论依据,进一步比选过程中可直接运用本文成果。     

泄水建筑物下游冲刷坑二维数值模拟

对巨亭水电站泄水建筑物下游局部冲刷过程进行了二维数值模拟。采用RNG k-ε湍流模型封闭N-S方程、有限体积法在计算网格上离散求解、VOF方法追踪自由水面;采用C语言编写用户自定义函数,以泥沙起动切应力作为床面泥沙起动判别标准,通过分析比较水流剪切力与泥沙起动切应力大小,用以控制冲刷坑底部边界变化;采用局部重构模型和弹簧光顺模型更新计算区域和网格质量,藉以模拟和追踪局部冲刷坑边界变化。研究表明,模拟结果与实测资料符合良好。在冲刷坑的冲刷过程中,床面剪切应力随着冲刷的进程急剧减小,湍动能随着冲刷的进程减小缓慢;床面剪切应力和湍动能沿程变化均较为剧烈,床面剪切应力沿程先增大后减小,床面湍动能则沿程减小。冲刷坑的纵向平衡形态或床面泥沙起动主要决定于床面剪切应力,床面湍动能对泥沙起动也具有重要影响。     

泄水建筑物三维水流数值模拟技术及应用

泄水建筑物下泄水流通常具有复杂的三维水流特性,常规的一维或者平面二维技术无法精确模拟其流态。应用三维数值模型对水闸、溢洪道、拱坝等泄水建筑物三维水流进行数值模拟,并与水工模型试验成果进行对比。数值模拟计算的水面线、流态及流速分布均与水工模型试验实测资料吻合较好,表明三维数学模型可以结合水工模型试验解决泄水建筑物常规水力学问题,为工程设计和运行提供相关的技术依据。     

泄水建筑物紊流水力特性数值模拟研究进展趋势

本文系统地总结了水工泄水建筑物紊流水力特性数值模拟的理论与方法以及抗蚀体型研究的现有成果，提出了有待进一步解决的问题和今后的研究趋势。     

中川水电站泄水建筑物布置优化

中川水电站泄水建筑物有泄洪、拉沙和导流多种功能,设计布置低水头大泄量泄洪消能、泄洪闸进口与主流夹角大等问题突出。结合整体水工模型试验,对泄水建筑物布置进行优化,解决了该工程泄流能力不足、进出口流态差、消能区冲刷深和进口淤积等问题,可为同类型工程泄水布置提供参考和借鉴。     

左江水利枢纽泄水建筑物体型优化研究

本文介绍左江水利枢纽工程采用戽流消能的优越性及其较好的消能效果；论述了“戽流消能研究”的实用性、先进性及其在潜堰工程中推广应用的价值，及潜堰工程中采用分流墩的可行性及其消能效果，为低佛氏数水流消能研究开辟了新途径     

左江水利枢纽泄水建筑物设计及优化综述

溢流坝的设计与坝址河势、地形地质、枢纽布置、泄洪要求、库区淹没等要素密切相关,应通过技术经济分析比较确定。左江水利枢纽溢流堰较矮,水头和Fr数低,又具有潜堰的水流特性。设计过程中进行了多次水工模型试验研究及设计优化。通过综合比较优选了堰顶高程、孔口数量,优化了泄水建筑物体型和下游防护设计,实施后产生了良好的技术效果和经济效益。工程建成后运行情况良好。     

黄金坪水电站泄水建筑物布置优化试验研究

结合黄金坪水电站枢纽整体设计要求,考虑其地形地质条件的限制,对其消能形式和体形进行了优化研究,提出了新型掺气型阶梯消能方式。通过试验对原设计方案、比选方案及推荐方案进行了对比研究,结果表明,推荐方案不仅消能更加充分,下游冲刷较轻,整个枢纽泄洪运行调度更加方便灵活,而且可减少开挖和防护工程量,节省工程投资。     

多儿水电站泄水建筑物体型优化试验研究

通过水工模型试验研究,验证了多儿水电站泄水建筑物原设计方案的泄流能力、水面线分布等水力学技术指标。并采用复合曲线与扇形渠底局部抬高相结合的方法和渐变收缩挑流的消能方案优化了原设计方案中的溢洪道弯道段及出口段体型,有效地解决了由于水流冲击波引起的弯道水面高差过大以及尾水对对岸山体的冲刷影响的问题,并经过试验验证效果较好。以上研究成果为类似工程泄水建筑物的体型设计具有一定的借鉴意义。     

新颖的土坝泄水建筑物

由于常规的表面溢流建筑物的泄流能力过小,当排泄非常洪水大流量时,溢流挡水墙顶过流水层很深才能满足泄洪要求,导致渠首工程规模很大。据此拟在有限的溢流水头下达到提高建筑物的泄流能力,不扩大渠首的平面尺寸,而代之用紧凑的平面布置扩大溢流前沿的方法。即在恒量的非常洪水流量和有限的渠首平面范围,扩大溢流前沿,降低作用水头——溢流水深。     

泄水陡坡后消力池的水跃特性数值模拟

水跃消能是水利工程中经常采用的消能形式,国内外许多学者对水跃进行了大量的研究。在工程实践中发现,泄水陡坡后消力池内水跃的水力特征值与规范方法计算得到的值有较大差异。通过对不同坡度的陡坡后消力池内水跃特性进行数值模拟,结合室内模型试验,分析了陡坡消力池内陡坡坡度与水跃长度的关系,并对比了数值模拟所得的水跃长度值与经验公式及模型试验结果。研究结果表明,数值模拟结果与实测值相对误差较小,经验公式的计算结果误差较大。因此,在今后实际工程设计中,可通过数值模拟的方法对陡坡后消力池长度进行初设。     

虹吸式泄水建筑物的真空分布

在水利工程建没实践中,目前广泛采用能在高度真空条件下使用的管式建筑物,诸如虹吸式和竖井式泄水建筑物,泵站的虹吸式泄水道等。为了有效地利用这类建筑物,正确地确定其弯段上所发生的最大真空度是极为重要的。全苏水利工程及土壤改良科学研究院对虹吸式泄水建筑物的真空分布的规律作过试验和理论性研究。由于流速(0.5～10米/秒)、真空值(1～97千帕)、佛汝德数(2～130)的变化幅度很大,所以有可能用批判态度来评价确定真空度的现有建议,而且还有可能使之更加完善。     

小型泄水建筑物的基础设计

在覆盖层较小的软基上修建拦砂、拦洪、淤地、引水等小型水保水利工程,可将其泄水建筑物下游齿墙设计成仰斜式混凝土防渗墙,并使齿墙嵌入覆盖层下的岩基内,解决了软基上采用挑流式消能的实际问题。这种技术具有工程量小、节省投资、减少工程占地、结构简单、便于施工、工程管理维护费用低、拦蓄地下水等优点。     

清沙河水库供水工程泄水建筑物的设计优化分析

针对目前水库供水工程进行泄水建筑物设计过程存在的问题,文章以实际工程项目为例,分析了泄水建筑物的设计方案选择,并提出了优化设计的方法对策。结果表明,泄水建筑物的优化设计应在明确工程所处环境与建设要求的情况下,提高设计措施运用的可靠性。     

印度地下建筑物的地质力学数值模拟

在印度，地下建筑物正越来越多地用于各种工程。随着计算机和软件包开发的显著增多，各种数值方法如有限元、边界元相异无法常常被用于地下建筑的分析和设计。这些方法有利于模拟与岩体性能、支持体系和开挖顺序有关的各种复杂特性。介绍和讨论了印度地下建筑物，如厂房洞室、隧洞相互作用、分岔隧道和节埋岩体中隧洞分析所使用的数值模拟。     

山区泄水建筑物斜向进水消力井直径优化研究

通过水工模型试验,研究在斜向进水条件下,狭窄河谷泄水建筑物消力井沿径向不同井径下的底板动水压强时均值及不均匀系数、脉动压强方差和频谱特性的变化规律。成果表明:在一定泄洪功率时,受下附壁射流和底部潜流影响,射流远端冲击区底板区域动水压强时均值、不均匀系数以及脉动强度方差均明显大于射流轴线左、右侧底板和靠近泄槽末端消力井底板区域。相较于消力井井径由0.15m增大到0.30m,在井径进一步增大到0.45m时,无论消力井底板动水压强,还是底板脉动压强均呈下降趋势。