三峡水利枢纽挑流雾化流问题的研究

研究了挑流雾化流的一般运动模式的计算机方法，并用此模式计算了三峡水利纽的雾化流，其中包括：（１）挑流雾化流的影响范围及其雨量分布；（２）雾化流对电站及电器设备的影响；（３）雾化流对下游引航，航动的影响；（４）雾化流对附近居民生活的影响，所研究的成果，已作为工程设计的依据。     

三峡水利枢纽挑流雾化流问题的研究

研究了挑流雾化流的一般运动模式和计算方法，并用此模式计算了三峡水利枢纽的雾化流，其中包括：（１）挑流雾化流的影响范围及其雨量分布；（２）雾化流对电站及电器设备的影响；（３）雾化流对下游引航、航运的影响；（４）雾化流对附近居民生活的影响．所研究的成果，已作为工程设计的依据．     

“X”型宽尾墩在底流消能中的应用

针对低Fr底流消力池消能率低的问题,提出进口“X”型宽尾墩+底流消能的消能模式,即在消力池进口设置“X”型宽尾墩,以达到分散水流、增加消能率的目的。通过试验,观测该型消能方式的水流形态、水深沿程分布、时均及脉动压强等水力学参数。结果表明：水流形成了底流+纵向拉伸水流+挑射水流的入池方式,水流分散入池,充分利用了消能水体;水跃长度为跃后水深与跃前水深差的6.8~13.3倍;消力池底板时均压强变化平稳,脉动压强均方根为进口流速水体的0.03~0.18倍;与传统底流消力池相比,消能率提高了2~3倍。对于低Fr底流消能,进口“X”型宽尾墩+底流消能是一种值得推荐的消能方式。     

大流量水电站表孔泄洪消能体型试验

大流量水电站的消能设计历来都是非常复杂和困难的.在1:60溢流坝表、中泄水孔断面模型上对密松水电站泄水建筑物的布置方案进行了泄流能力、流速流态、压力分布等相关水力学问题的试验研究,并通过10多个方案的比较优化,提出了基本可行的泄水建筑物体型和消力池型式.研究成果表明:表孔取消宽尾墩,采用跌坎式消力池方案,可有效降低底流消能时的池底板流速,同时消除宽尾墩形成的水翅击打两侧导墙现象,达到了较满意的消能效果.试验成果对该工程设计提供了较好的参考方案,并对类似工程有很好的启发借鉴作用.     

泄洪雾化溅水区长度深化研究

指出雾化流溅水区长度的确定依赖于溅抛水滴的初始状态及随后运动的准确把握.建立了水滴与水面碰撞的简化模型以获得溅抛水滴运动的初始状态,并对溅抛水滴在重力、浮力与风阻力作用下的反弹斜抛运动进行了深入分析,在此基础上提出了新的溅水区长度计算公式,并与已有模型试验及原型观测资料进行了比较.     

底流式消能工的研究与设计

本文针对影响底流消能工设计选型的几个水力参数作了分析研究,并评介了低佛氏数水跃的水力特性与消能措施。     

高拱坝挑跌流泄洪消能水垫塘底板稳定性研究

通过对水垫塘不计止水等作用的２０种组合工况的实验研究,定性地分析了不同地基条件、单宽流量和水垫深度对底板稳定的影响;并对水垫塘的优化设计和防止板失稳破坏等问题进行了探讨。     

水利枢纽中雾化流的模拟与防范

对雾化流的形态及雾化流数值模拟中的几个关键问题如水舌射流计算、水舌与水面的碰撞及雾流源量计算进行了介绍 ,对雾化流物理模拟及原型观测等进行了简要说明 ,并对雾化流的危害及其防范进行了简要介绍     

跌坎深度对跌坎型底流消能工水力特性影响的数值模拟分析

采用RNGk-ε双方程紊流模型进行数值模拟,就跌坎深度对跌坎型底流消能工水力特性的影响进行分析,并将模拟结果与模型试验观测值进行了对比,验证数学模型的可行性,为跌坎型底流消能工的设计提供参考.     

表孔、底孔联合泄洪流场数值模拟与冲刷趋势分析

摘 要： 【目的】为了优化泄水建筑物的体型与布置方案,探索流场分布与下游河床局部冲刷间的关联性。【方法】结合某大型水电站表、底孔泄洪设施的物理模型实验,基于标准 湍流模型、VOF自由表面捕捉技术,对其联合泄洪三维流场进行数值模拟研究,获得了表孔溢流坝面,底孔及消力池内的流速,水面线,压力等水力特性。通过与水工模型试验结果对比,分析流场结构与下游河道冲刷形态间的关联机制。【结果】结果表明：原设计方案消力池内水流波动大,流场紊乱,出池水流二次跌落大且主流下潜河床,横向扩散不充分。相应的物理模型上,下游发生了严重的冲刷,冲刷最严重的右岸岸坡及表孔左导墙下游,恰好是右岸主流贴岸及左岸回流压迫区。通过改进消力池体型,保留低孔与表孔消力池间施工导流墙等措施,显著改善了消力池及出池流态,出池水流二次跌落减小,下潜程度大为减弱,出池主流水平扩散较为充分,横向挤压等得到充分的抑制。相应地河床冲刷的范围及深度均大为减小,特别是原方案底孔侧对应右岸区域几乎没有发生冲刷。【结论】可见,在局部冲刷模拟还很不成熟的情况下,可以基于流场分析的办法对下游河床冲刷进行趋势性分析,进而指导泄水建筑物的布置与体型优化。     

Effect of atomization gas pressure variation on gas flow field in supersonic gas atomization

In this paper, a computational fluid flow model was adopted to investigate the effect of varying atomization gas pressure (P0) on the gas flow field in supersonic gas atomization. The influence of P0 on static pressure and velocity magnitude of the central axis of the flow field was also examined. The numerical results indicate that the maximum gas velocity within the gas field increases with increasing P0. The aspiration pressure (ΔP) is found to decrease as P0 increases at a lower atomization gas pressure...     

消力池内辅助消能工对水跃消能效率的影响

对于中低水头径流式水电站,通常采用底流消能方式来消减过坝的水流能量,在消能的过程中消力池中水跃的形式、强弱以及辅助消能工的布置形式直接影响整个消力池的消能效率.通过模型试验,结合具体工程实例,探讨了消力池内布设辅助消能工后对水跃消能效率的影响,以及消能工的合理布置对于优化消力池结构的作用,研究辅助消能工的消能规律,为实际工程提供参考.     

坎深和入池角度对跌坎型底流消能工水力特性影响的试验研究

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改善消力池内的水力学指标,但跌坎深度和水流入池角度对其影响较大.因此,如何确定消力池的跌坎高度和水流入池角度是进行消力池设计的关键.     

挑流水舌断面形态的演化

以东江水电站溢洪道为背景,通过实验对等宽挑坎与窄缝挑坎挑流水舌断面形态的演化进行了探讨,得到了水舌断面形态的总体变化特征,并给出了断面面积和湿周的沿程变化.     

低Fr数消能规律研究

通过试验研究找出了低佛氏数水跃消能与一般水跃消能规律的本质区别,得出了低佛氏数水跃在跃后段随着Fr数的减小而出现的水面波动能、断面流速分布、跃后段长度、底流速等水力要素的变化特点,分析了低Fr数水跃消能的一些工程措施.     

低Fr数消能规律研究

通过试验研究找出了低佛氏数水跃消能与一般水跃消能规律的本质区别，得出了低佛氏数水跃在跃后段随着Fr数的减小而出现的水面波动能、断面流速分布、跃后段长度、底流速等水力要素的变化特点，分析了低Fr数水跃消能的一些工程措施。