葛洲坝船闸输水阀门空穴流研究

葛洲坝船闸采用反弧形阀门进行灌泄水,对这种门型的模型及原型,进行了大量的空穴流试验及观测。其中2号及1号船闸阀门进行了模型比尺L_r=25的减压模型试验,并对流态及空化类型进行了分析。试验表明,当阀门开度n=0.3～0.7时,阀门底缘发生空化。由于在输水过程中,阀门段廊道顶面始终存在正压,故设计特殊的通气布置方案,并经试验验证可行,方案已为设计部门采用。对3号及2号船闸的输水阀门进行了原型空穴流的声学测定,据测定资料经分析认为,在顶止水缝隙处存在空穴流,并对输水过程中出现的啸声及雷鸣声进行了分析判断。     

高水头船闸阀门流激振动问题研究

通过试验模态分析技术,研究了船闸输水过程中廊道阀门的流激振动问题。应川CADA技术,提出了动态优化方案,并进行了动态响应预估。采用最小二乘格型(LSL)算法,进行了非稳定流压力脉动及振动的谱估计,并定性地探讨了高阻尼材料的抑振效果及横梁对阀门振动的影响。     

高水头船闸输水阀门的空穴问题研究及其改善措施

本文指出了高水头船闸反弧形输水阀门和平面输水阀门中,都存在空穴问题和研究这一问题的重要性。分析了影响阀门空穴的主要因素有:阀门及其底缘型式、阀门开启方式、阀门段廊道体型、阀门门楣缝隙体型、平面阀门门槽和通气情况等。提出了改善阀门空穴的一些措施。最后建议,根据具体工程条件,采用合理的措施才能达到较佳的效果。     

高水头船闸阀门流激振动问题研究

通过试验模态分析技术，研究了船闸输水过程中廊道阀门的流激振动问题。应用ＣＡＤＡ技术，提出了动态优化方案，并进行了动态响应预估。采用最小二乘格型算法，进行了非稳定流压力脉动及振动的谱估计，并定性地探讨了高阻尼材料的抑振效果及横染对阀门振动的影响。     

船闸反向弧形阀门底缘体形优化试验

结合三峡工程船闸设计条件,通过比尺为17的物理模型试验,研究了改善双面板型反向弧形阀门底缘体形及相关结构以降低阀门动水启闭力及其脉动值,并通过门体压力分布的观测分析,讨论了影响阀门动水启闭力的主要因素。研究表明,阀门底缘体形对启闭力有较大影响,优化底缘几何形状,可有效减小阀门动水启闭力及其脉动幅值。     

高水头船闸输水阀门非恒定流减压试验方法探讨

对船闸输水阀门非恒定流减压试验方法及其成果进行了初步评估。阐述了船闸输水阀门非恒定流减压试验方法提出的缘由。简要地介绍了国内外首座船闸专用非恒定流减压试验设备。总结了非恒定流减压试验的特点，并对恒定流与非恒定流两种减压试验方法的差异进行了初步分析和比较。     

葛洲坝1号船闸反弧形输水阀门空穴流试验研究

本文论证了在设计水头下运行的葛洲坝1号船闸反弧形阀门会产生空化。通过模型观察发现,反弧形阀门底缘存在两种类型的空化。为保证反弧形阀门正常工作,比较了通水、通气等多种减蚀措施,从中认为门楣通气减蚀效果最好,可利用该处的负压进行自然通气,以降低门楣和底缘处的空化。本文还研究了通气量和通气率,认为最佳通气率为0.6～1.5‰。     

高水头船闸输水阀门非恒定流减压试验方法探讨

对船闸输水阀门非恒定流减压试验方法及其成果进行了初步评估。阐述了船闸输水阀门非恒定流减压试验方法提出的缘由。简要地介绍了国内外首座船闸专用非恒定流减压试验设备。总结了非恒定流减压试验的特点，并对恒定流与非恒定流两种减压试验方法的差异进行了初步分析和比较。     

高水头船闸阀门顶缝空化切片试验研究

针对日益严峻的高水头单级船闸阀门顶缝空化问题,采用能够真实反映缝隙流特性的1:1切片模型试验,研究阀门顶缝空化特性及门楣自然通气防空化机理。研究表明,随着空化的发展,缝隙段依次发生喉口跌坎空化、主流中心空化和阀门面板空化,缝隙段负压区不断延伸,直至整个缝隙段达到稳定的-10 m水柱负压,压力脉动很小;门楣自然通气通过增加缝隙段压力,消除主流中心空化和阀门面板空化,抑制喉口跌坎空化。当采用门楣自然通气措施后,缝隙段压力稳定在-2 m水柱左右,空化消失,缝隙段水流脉动压力增大;缝隙段压力与单宽通气量近似二次多项式关系,通气量极值对应的缝隙段压力约-2 m水柱,此时缝隙段压力与通气量达到平衡状态,当缝隙段压力逐渐升高时,门楣通气量逐渐降低,直至自然通气停止。     

高水头船闸反弧形阀门门顶缝隙流特性及其应用

本文介绍了高水头船闸门顶缝隙流的１：１切片模型试验及其机理；阀门段廊道减压模型中的通气部位比较试验；门楣通气方式以及两座船闸门楣自然通气措施的实际应用情况。原型观测成果表明，站楣自然通气不仅可减免顶止水缝隙空化，而且可抑制阀门底缘化，改善船闸运行条件。     

高水头船闸反弧形阀门门顶缝隙流特性及其应用

本文介绍了高水头船闸门顶缝隙流的１:１切片模型试验及其机理；阀门段廊道减压模型中的通气部位比较试验；门楣通气方式以及两座船闸门楣自然通气措施的实际应用情况。原型观测成果表明，门楣自然通气不仅可减免顶止水缝隙空化，而且可抑制阀门底缘空化，改善船闸运行条件。     

消除高水头船闸输水阀门空化的新途径

高水头船闸输水阀门空化是一项普遍存在、急待解决的课题。本文在水口船闸输水阀门水工模型和减压模型试验的基础上,提出了阀门后输水廊道为有限突扩空间型式。对有限突扩空间形状、尺寸、阀门与出口的相对位置及抑制空化之间的关系等进行了试验研究。试验证明,阀门后有限突扩体型具有自身补水、升高压力和超空穴结构的作用,它可以消除反弧形阀门底缘及其门顶止水缝隙处的空化。提出了解决高坝通航船闸输水阀门空化问题的新途径。本文推荐的4号突扩体型已被设计部门采用,该体型的有关资料可供其他高水头船闸输水阀门水力设计参考。     

高水头船闸阀门段廊道防空化设计

高水头船闸水力学的关键技术问题之一是阀门及阀门段廊道的空化。解决此问题的关键技术,包括合理确定阀门段廊道布置高程和廊道体型、输水阀门选型和开启方式等。对这些问题进行了较详细的分析和论述,并结合工程实例重点介绍了输水阀门和阀门段廊道防空化气蚀措施的最新设计研究成果,即根据不同的阀门段廊道体型,配合门楣通气,同时辅以其他通气方式,能有效地抑制阀门底缘空化,提高阀门段廊道整体抗空化能力,还减少了阀门段廊道的埋置深度,节省土建工程量。     

船闸反向弧形闸门底缘体形优化试验

结合三峡工程船闸设计条件，通过比尺为１７的物理模型试验，研究了改善双面板型反向弧形阀门底缘体形及相关结构以降低阀门动力启闭力及其脉动值，并通过门体压力分布的观测分析，讨论了影响阀门动力启闭力的主要因素，研究表明，阀门底缘体形对启闭力有较大影响，优化底缘几何形状，可有效减小阀门动力启闭力及其脉动幅值。     

突扩廊道体型减免高水头船闸输水阀门空化研究

高水头船闸存在的主要关键技术问题是船闸输水阀门的空化与空蚀问题.本文在综合研究国内外改善输水阀门空化的措施基础上,提出了突扩廊道体型以及减免输水阀门空化,通过物理模型试验和原型观测研究,充分论证了突扩廊道体型减免空化的效果.结合三峡工程连续五级船闸水力学试验研究,优化了突扩廊道体型,提出了结构简单、具有很强抗空化能力的底扩体型.闽江沙溪口船闸水力学原型观测成果表明,突扩廊道体型减弱了阀门空化强度,起到了保护阀门和廊道边壁免遭空蚀破坏的作用,保证了该船闸的正常运转.     

高水头船闸阀门段体型优化三维数值模拟

采用动网格技术和VOF方法对阀门开启过程进行非恒定流三维紊流数值模拟,分析阀门段水流急变分离的流态、流速、压力等水力特性参数的时空演化规律,分析出现空蚀危险的区域和时刻。针对阀门后突扩体顶板和升坎凸弧处出现的较低负压问题,提出8种体型方案,并分析体型参数对流速、流态、压强分布的影响,遴选出最佳体型。分析结果表明,方案3的顶板压强最大,方案8的升坎凸弧处压强最大。     

反向弧形闸门作高水头船闸充泄水阀门

水口水电站三级船闸闸室工作阀门采用反向弧门，本文对弧门结构型式的选定，水工模型试验及制造、安装、运行做了简单介绍。     

高水头船闸反弧门后水流流态和收缩系数研究

用所建立的船闸反弧门段的局部模型，对反弧门后水流流态和结构进行了流动显示。通过以３８６微机为中心、ＶＰ３２图像板和ＣＣＤ图像传感器等组成的采集处理系统，获得了比较清晰的反弧门后水流流动图谱。给出了恒定流条件下回流区长度的估算公式，比较了恒定与非恒定流门后流态的差异，并求得反弧门不同开度时的收缩系数。