公伯峡水电站导流洞改建为旋流泄洪洞方案研究

为减小公伯峡水电站右岸泄洪洞改建施工风险，从技术，经济，地质、施工以及公伯峡水电站目前的实际出发，对原龙抬头泄洪洞方案，竖井旋流方案，水平旋流泄漏洞方案等进行了对比试验，并重点研究了水平旋流泄洪洞方案在公伯峡水电站应用的可行性，研究结果表明，采用水平旋流泄洪洞方案消能率高，运行工程投资较省，技术经济上具有较明显的优势。     

公伯峡水电站右岸旋流泄洪洞选型研究

根据公伯峡水电站特定的水头和泄量,研究了公伯峡水电站导流洞改建成水平旋流泄洪洞和竖井旋流泄洪洞两种型式,并对选定的水平旋流泄洪洞进行了体型优化研究。     

浅谈公伯峡水电站右岸旋流泄洪洞二期工程施工

公伯峡水电站采用了旋流消能的泄洪形式，在国内在建工程中尚属于首例。旋流泄洪洞体型复杂。体型精度要求严格，施工难度大。经过认真的施工组织设计、精心施工、严格质控．确保了旋流泄洪洞二期工程质量要求。     

导流洞改建旋流式泄洪洞研究与应用

我国大多数导流洞为城门洞形断面，若改建旋流洞需要改成圆形断面，致使二期工程量大幅度增加，不经济。结合公伯峡水电站导流洞改建旋流式泄洪洞试验研究，采用收缩墩形成水垫塘的技术，大大缩短旋流洞的长度，同时增加消能力度，使泄洪洞的消能率达85%以上，流速降至15m/s以下，可防止洞内空蚀和下游冲刷，雾化现象，为导流洞改建旋流式泄洪洞的推广应用开辟了新的途径。     

公伯峡水电站右岸旋流泄洪洞的选型

右岸旋流泄洪洞选型研究是在水平旋流自由流推荐方案与淹没流推荐方案的基础上进行的。两个方案体形优化的思路、方向以及所推荐的建筑物各部位的体形尺寸有所不同。通过对两个方案的水力特性对比分析、结构体形上的比较以及其他因素等研究，综合比较推荐公伯峡水电站右岸旋流洪洞采用淹没出流形式。     

黄河公伯峡水电站右岸泄洪洞旋流消能方案通过审查

受黄河上游水电开发有限责任公司的委托 ,中国水电顾问有限公司于 2 0 0 2年 5月 9日至 10日在黄河公伯峡水电站现场主持召开了黄河公伯峡水电站右岸泄洪洞旋流消能方案审查会。参加会议的有黄河上游水电开发有限责任公司及其建设分公司、中国水利水电科学研究院、南京水利科学研究院、四川大学、西安理工大学、成都勘测设计研究院、西北勘测设计研究院等单位的领导、专家和代表共 30余人。公伯峡水电站初步设计审定的枢纽布置格局为 :河床布置钢筋混凝土面板堆石坝、右岸布置引水发电系统、左岸布置溢洪道以及两岸布置泄洪洞 (放空洞 ) ;其…     

公伯峡水电站有压段衬砌混凝土的设计与施工

全段面钢模台车进行圆形隧洞混凝土衬砌的施工方法首次在公伯峡水电站中应用。公伯峡水电站左岸泄洪洞为有压隧洞，采用全段面钢模台车施工，简要介绍了左岸泄洪洞圆形压力隧洞混凝土衬砌的设计与施工情况，保证了洞衬混凝土的质量，但仍存在一些问题需改进。     

公伯峡水电站泄洪建筑物布置与设计

公伯峡水电站泄洪建筑物布置采用了两岸分散、左岸相对集中的平面布置格局，立面上采用表、深孔相结合的分层孔口布置，设置了开敞式岸边溢洪道、深式压力泄洪洞以及采用开敞式进水口的水平旋流泄洪洞。泄洪建筑物布置格局合理、型式多样、运用灵活，妥善解决了泄洪建筑物泄洪、排沙、放空、检修、施工期放水等运用要求。同时水平旋流消能泄洪洞在国内的首次应用，丰富了泄洪建筑物的型式，为导流洞的永久利用提供了新的经验。     

旋流阻塞与旋流扩散复合式内消能泄洪洞的水力设计

 结合雅砻江两河口水电站后期3^#导流洞和大渡河猴子岩1^# 导流洞的改建,在研究旋流阻塞和旋流扩散复合消能泄洪洞的水力特性基础上,对该类型复合式旋流内消能泄洪洞的设计原理与方法进行研究探讨,和开敞式进口、起旋器、阻塞与旋流渐变扩散段的体型进行了设计与计算,为1 000m³/s以上泄流量、150m作用水头量级的导流洞改建为旋流内消能泄洪洞工程水力设计提供参考。     

公伯峡水电站工程枢纽总布置

公伯峡水电站工程为黄河干流龙－青段第一座混凝土面板堆石坝，坝高、库大，地质条件十分复杂。设计了中考虑了地形、地质、水文及施工条件，枢纽布置紧凑、合理，根据建筑物开挖料的质量，合理设置坝体分布，节省了投资，并应用新技术将导流洞改建成旋流消能泄洪洞。降低了施工风险。     

渠网非恒定流图论原理

本文研究了气液均相流的模型相似律，推导得出竖井式水平旋流洞的模型相似律是：原、模型几何相似；原、模型佛罗德数 相同；原、模型含气率相同。推导得出竖井式水平旋流洞原、模型通气管截面积的换算关系和原、模型含气率分布的换算关系。最后，应用所得理论公式分析公伯峡水电站竖井式水平旋流式泄洪洞模型试验结果，为改进和完善模型设计提供了科学依据。     

高水头大流量泄洪洞内消能工研究进展

为了降低工程投资,提高泄洪安全,防止出口冲刷、雾化和高边坡不稳定现象,近20年来国内外对各种内部消能的泄洪洞进行了研究,部分成果如旋流竖井(洞)、孔板(洞塞)和消力井等内部消能工,已应用到实际工程中。本文对这几种内部消能工的应用条件、消能效果和运行的可靠性进行了比较研究。认为旋流式和消力井式消能工适用于下游水位较低的条件,前者采用连续旋转和扩散消能,消能率高,掺气充分,可有效防止发生空蚀;后者采用井内集中消能,相对而言消能率较低。而孔板(洞塞)式消能工适用于下游高水位条件,其消能率较低,同时为了避免洞内发生高压不稳定气团流动,进水口闸门必须控制在高库水位运行。比较而言旋流式泄洪洞具有较大的优越性。     

高坝施工导流洞改为永久竖井泄洪洞水力学研究

本文通过模型试验研究涡室－竖井内消能系统，用内设阻涡坎的涡室连接泄洪洞和竖井，带盲洞的消力并连接竖井和导流洞。探讨了涡室－竖井内消能系统中的流态、边壁时均压力、脉动压力、消能率、消力井尺寸与消能率之间的关系和消能机制等水力学问题。     

竖井式水平旋流洞含气水流模型相似律

针对竖井水平式旋流洞通气孔模型试验中通气量和掺气水流的含气率在进行原型数据换算中存在的问题,考虑到空气可压缩性,通过对气液两相流基本方程的相似理论研究,导出原模型的力学相似律.在进一步研究竖井水平旋流洞模型相似律的基础上,推导出竖井式水平旋流洞原、模型通气管截面积的换算关系和原、模型含气率分布的换算关系.将所得理论公式应用于公伯峡水电站竖井式水平旋流式泄洪洞模型试验,并为原型观测结果所证实.     

竖井进流水平旋转内消能泄洪洞水力特性的数值模拟

本文采用Realizable 紊流模型,结合自由水面处理技术的VOF方法及非平衡壁面函数法,对竖井进流水平旋转内消能泄洪洞的水力特性进行数值模拟,得到了自由水面、空腔直径、压强、流速、旋流夹角、消能率等水力特性的变化规律.把数值模拟与模型试验的结果进行对比后可以看出,采用该紊流模型、合适的边界条件与数值方法,能够较好地模拟这种强旋流、强离心力效应和各向异性的复杂的空腔旋转流动,数值模拟所得的各种水力特性,从变化趋势到数值精度可满足这种旋流内消能泄洪洞体型初步设计与优化的要求.     

水平旋转内消能泄洪洞流速分布及紊动特性试验研究

该文通过模型试验,研究了在自由流、吸吮流和淹没流三种基本流态下,水平旋转内消能泄洞的流速分布与脉动特性。激光测速的结果表明,水平旋流洞的切向流速沿径向的分布可以看成是组合涡分布,轴向流速沿径向的分布可看成是最大值靠近壁面一侧的二次曲线分布。在流速的变化趋势上各种流态是相同的,但具体分布参数因流态不同,有较大的差异。流态不同时,轴向脉动流速与切向有较大差异,湍流强度变化规律也不同,自由流与吸吮流流态湍流强度总体上的变化规律为Twθ和Twz沿程均有所增大;沿径向先减小,在R/R0大于一定值之后基本维持一常量或略有增大。     

水平旋流内消能泄洪洞段与尾水洞段流态适用性研究

为了探究水平旋流内消能泄洪洞段与尾水洞段流态适用性条件,建立了一种新型的泄洪内消能工水力模型,即洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能工。试验以原型流量1 200 m3/s、最大总作用水头150 m为标准进行了模型试验的体型设计,然后对设计的该消能工进行了1∶60.25几何比尺下的水工模型试验。结果表明:当1.5X/D9.1时,旋流洞内空腔直径沿程先增大后迅速减小最后平稳,当9.1X/D10.3时,空腔直径呈现出逐渐增大并最终稳定至r/D=0.45左右的趋势;上游水位对于下游尾水洞段的流态影响条件不大,当下游水位0.5D﹤h﹤0.85D时,旋流洞与尾水洞内会形成旋流远驱水跃流态,当下游水位0.85D﹤h﹤0.95D时,旋流洞与尾水洞会出现旋流临界水跃流态,当下游水位0.95D﹤h﹤3.2D时旋流洞与尾水洞会出现旋流淹没出流流态。     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON VORTEX BREAKDOWN IN SPIN-UP AND SPIN-DOWN PROCESSES VIA PIV

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＲｏｔａｔｉｎｇｆｌｏｗｓｉｎｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｃｏｎｔａｉｎｅｒｓｔｈａｔａｒｅｉｎｄｕｃｅｄｂｙｒｏｔａｔｉｎｇｂｏｕｎｄａｒｉｅｓａｒｅｏｆｇｒｅａｔｉｍｐｏｒ ｔａｎｃｅｔｏｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｒｓｏｆｆｌｕｉｄｍｉｘｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓ.Ｗｉｔｈｓｉｍｐｌｅｇｅｏｍｅｔｒｙａｎｄｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ,ｓｕｃｈｔｙｐｅｏｆｆｌｏｗｓａｒｅｓｔｉｌｌｏｆｍｕｃｈｐｒａｃｔｉｃａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ .Ｔｈｅｒｅａｒｅｎｕ ｍｅｒｏｕｓｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｆ…     

TWO MODIFICATORY K-ε TURBULENCE MODELS FOR TURBULENT SWIRLING FLOWS

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｓｔａｎｄａｒｄＫ εｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｆｏｒｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｏｗｓｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐ ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ,ａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｕｓｉｎｇｉｔｉｎｐｒａｃｔｉｃｅｈａｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｉｔｉｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｉｎ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｍａｎｙｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｏｗｓ,ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｓｉｍｐｌｅｓｈｅａｒｆｌｏｗ .Ｆｏｒｆｌｏｗｓｓｕｂｊｅｃ…