曲面贴角窄缝鼻坎在大坝中孔的应用研究

曲面贴角窄缝鼻坎是一种收缩式消能工,除具有传统窄缝鼻坎的优点外,还具有其他一些优点.结合张河湾抽水蓄能电站下水库泄水建筑物水力学模型试验,对大坝中孔直边墙窄缝鼻坎和曲面贴角窄缝鼻坎进行了对比研究.试验表明,曲面贴角窄缝鼻坎在各特征工况下水舌扩散更加充分,冲刷明显减轻,并且可大幅度降低鼻坎末边墙的高度.曲面贴角窄缝鼻坎可在具有中、高佛氏数水流的泄水孔推广应用.     

曲面贴角鼻坎水舌下游冲刷深度计算方法

本文研究了纵向拉开水舌外缘水股进入水垫后扩散机理,推导出水股入水后流速递减到河床基岩不冲流速时河床冲深计谋公式。公式中考虑其它水股对计算水股冲刷深度影响,引进了影响系数。可以分层计算出纵向拉开水舌各部位水股不同不冲流速时的冲刷深度线。公式适用于曲面贴角斜鼻坎和对称曲面贴角窄缝鼻坎的纵向拉开水舌形态冲深计算,也适用于曲面贴角斜鼻坎的复合形水舌冲深计算。     

漫湾水电站泄水建筑物水力学原型监测及其成果分析

该文介绍了漫湾电站坝后式厂房在溢流表孔无闸控和有闸控两种工况下的动水荷及动力响应监测成果，并对两种成果进行了比较；介绍了３＃表孔单独运行时的通气孔进气量、空腔负压及其底板掺气浓度沿程分布观测成果；介绍了３＃表孔高挑角非对称扩散鼻坎和左岸泄洪洞曲面贴角异型鼻坎和左岸泄洪洞曲面贴角异型鼻坎受力及空穴监听成果。     

曲面贴角窄缝鼻坎的水力特性及其在东风水电站溢洪道上的应用

本文介绍了贵州省乐风水电站溢洪道采用带急弯的曲面贴角窄缝鼻坎的消能防冲情况，通过消能防冲试验分析表明，此消能工水舌纵向扩散好，适用于狭谷河道，鼻坎段无冲击波现象，可大幅度降低边墙高度，选用此种消能工型式，较好地解决了该电站溢洪道出口高边墙及下汇水舌的导向归槽与消能防冲问题，试验所得边墙时均压力与脉动荷载等成果资料，满足了溢洪道设计的需要。     

一种新型消能工——曲面贴角鼻坎

下图是一种新型的急流导向鼻坎——曲面贴角鼻坎。曲面贴角体与底平面交线半径为r、园心角为β″的园弧线,随高度的增加,则平行于鼻坎底的任一弧长逐渐减短,直至边墙顶为零,贴角曲面体的末端边墙为一斜率λ_s 线,贴体是凹边墙的一部分。设计中利用不同参数的组合(R/λ、β″/θ、B/h 等参数),使其适应急流在凹岸的流动和导向控制。利用凸边墙的扩散或收缩来调整凹凸岸两股水流冲击、交汇的发生点,促使水舌在纵向得到充分的     

斜鼻坎、曲面贴角鼻坎、双曲挑坎等几种异型鼻坎挑流消能工的应用研究

作为重要的消能工形式,斜鼻坎、曲面贴角鼻坎、双曲挑坎等异型鼻坎挑流消能工在工程实践中得到了广泛应用。当前在研究与设计此类消能工时,有物理模型试验与数值模拟两种方法,前者直观、可靠性较好;后者快速、灵活。两者结合的方式进行选型工作将会是事半功倍的。此类异型鼻坎消能工还有许多值得注意与研究的地方,期待能进一步发展完善。     

东风水电站溢洪道泄流分析

东风水电站溢洪道为明流滑雪式溢洪道.为避免产生负压和气蚀破坏采取了收缩式边墙,设置大挑坎掺气槽、贴角鼻坎等先进的消能、抗蚀、防冲措施.该文对此溢洪道的现场测试资料进行了全面分析,测试分析结果表明,通气孔及掺气槽的设置起到了保护渥奇段和反弧段的作用;贴角鼻坎解决了下游冲刷问题.     

曲面贴角鼻坎的体型和施工放线计算

本文对曲面贴角鼻坎的体型、放线进行了详细讨论。求出了放线特征点,并能根据工程的最大允许误差进行层高和间隔角的选取。利用编制的通用程序能进行放线图的绘制,减轻了人们的工作量。     

高重力坝挑坎体型及水力特性对比

基于水工模型试验方法,利用几何比尺为60的黄河古贤水利枢纽水工模型,研究了连续式、窄缝式、差动式、燕尾式、直边窄缝燕尾式及曲面窄缝燕尾式共6种体型挑坎的水舌特性及水垫塘底板的压强特性。结果表明:连续式挑坎水舌呈连续且集中的形态;当挑角为30°时,窄缝式挑坎并未呈现纵向拉伸的水舌形态,内外缘挑距大,入水宽度小,冲击压强与脉动强度较大;差动式挑坎水舌呈现分层分股的形态特征,入水宽度变大,冲击压强与脉动强度减小;燕尾式挑坎水舌纵向呈扫帚状,水舌面积增大,在空中扩散、掺气、摩擦消散充分,入水宽度大大增加,沿程时均压强未出现冲击压强且脉动强度最大值比连续式、窄缝式及差动式挑坎分别降低59.5%、69.8%和39.4%;曲面窄缝燕尾式挑坎横向收缩与纵向拉伸效果比直边窄缝燕尾式挑坎好,且横向收缩有利于近坝区水体紊动及削弱二道坝区水体紊动;燕尾式挑坎有利于水垫塘底板稳定和下游消能防冲,对于类似高重力坝挑坎体型选择具有一定参考价值。     

跌坎消力池脉动压强试验

为了对跌坎消力池的水动力特性作更深入的研究,为跌坎消力池的设计防护提供参考,基于模型试验对跌坎消力池脉动压强的分布规律、幅值特性和频谱特性进行了系统研究。结果表明:水流条件是影响脉动压强的主要因素,跌坎消力池底板脉动压强系数沿程呈先增大后减小并逐渐趋于稳定的趋势;跌坎消力池底板中线和靠近边墙的脉动压强相当,脉动压强最大达到总水头的5.1%;跌坎消力池前端位于泄槽边墙延长线附近区域的脉动压强最大,最大达到总水头的11.5%;跌坎消力池前端中线的脉动压强比传统消力池有明显降低,最大降幅达55.2%。     

东风水电站溢洪道鼻坎脉动压力特性分析

高水头泄水建筑物泄水时,其固体表面必然要承受水流脉动压力作用.在其边界发生突变的部位,观测并分析脉动压力及其频率变化特性对建筑物安全运行具有一定的重要作用.本文根据东风水电站溢洪道原型观测资料,对其鼻坎脉动压力特性进行了分析,并在分析的基础上,结合模型试验资料,对已有的关于脉动压力及其频率相似性问题谈了一些自己的意见.希望能为工程设计和试验提供一点参考依据.     

窄缝挑坎水力特性三维数值模拟研究

为研究窄缝挑夫水力特性,利用数值模拟技术,结合具体工程实例,通过对曲面贴角体窄缝式挑坎内压力特性、流速分布及挑射水舌形态等水力参数进行计算分析,提取了物理模型无法获得的较为详细的流场信息。该计算结果能够为类似工程起到一定指导作用。     

EXPERIMENTAL STUDIES AND NUMERICAL CALCULATION ON TURBULENT BOUNDARY LAYER OF WATER FLOW ALONG CURVED SURFACE

This paper will introduce experimental studies and numerical calculation onturbulent boundary layer of water flow along curved surface in our country in recent years.Onthe basis of the experimental studies,the effects of curvature and roughness on velocitydistribution and pressure distribution and the change of turbulent flow boundary layer onoverflow bucket concave surface is discussed.We proposed the empirical formula of velocity,pressure and the change of turbulent flow boundary layer on outlet bucket concave.According tothe momentum principle,we have deduced the momentum integral equation full water depthboundary layer and using the element as control unit inside the boundary layer on concavesurface of bucket.Combining with continuity equation,we have computed the boundary layerdevelopment on the bucket of a spillway.Compared with the field experimental data,thecalculation results are available.Under polar coordinates,a mathematical model for simulatingtime-averaged flow characteristics in concave surface of bucket is established.The turbulent flowfield on concave surface of bucket is calculated by SIMPLE method and this mathematicalmodel.The flow velocity field,pressure field,distribution of turbulent kinetic energy,distribution of turbulent energy dissipating rate and distribution of shear stress are available.Thecalculation value is consistent with measured test data.     

三河口水利枢纽泄洪消能工体型优化试验研究

通过水力学模型对三河口水利枢纽泄洪消能工体型进行了试验研究。结果表明:两底孔出口采用矩形不对称宽尾墩形成的窄缝体型,三表孔采用左、右表孔差动式齿坎与中表孔舌型鼻坎组合的优化方案具有表孔、底孔出口水舌上下分层、前后拉开、横向扩散的特点,从而改善了水垫塘内的水流流态,提高了消能效率,水垫塘底板所受动水冲击压力及脉动压力达到了设计要求。     

茶园水库挑流消能中气囊产生成因及试验研究

在一般的挑流消能设计过程中,往往只注重水舌的挑距及冲坑的深度,而往往忽略了上游边界条件对进水水流的流态影响。本文结合茶园水库工程水工模型试验,对大流量挑流泄洪时上游库内水面形成的弧形紊流带的成因进行了分析,井重点研究了消除弧形紊流的方案,确保了工程的运行安全。     

RESEARCH ON A MORE RATIONAL CONFIGURATION OF THE INVERT CURVE OF A SPILLWAY

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｔｈａｓｂｅｅｎａｂｉｇｐｒｏｂｌｅｍｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｒｅａ ｓｏｎｓｗｈｙｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｌａｒａｒｃｈｓｕｒｆａｃｅｓｆｏｒｓｐｉｌｌｗａｙｄａｍｓｉｓｅａｓｉｌｙｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｃａｖｉｔａｔｉｏｎｄａｍａｇｅｓｉｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ .Ｉｎｔｈｅｅａｒｌｙ 1 960ｓ,ｔｏｒａｉｓｅｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｃａｖｉｔａｔｉｏｎｎｕｍｂｅｒｏｆｏｖｅｒｆｌｏｗｓｏｎｔｈｅｃｕｒｖｅｄｓｕｒｆａｃｅｓｆｏｒｓｐｉ…     

与宽尾墩联合使用的台阶面破坏问题研究

宽尾墩+台阶式溢洪道的消能形式已被许多工程所应用,但从近年工程运行情况看,个别工程出现台阶面破坏现象。根据工程模型试验资料,结合同类工程原型观测资料,对有可能在宽尾墩水舌作用下,影响台阶面出现破坏的时均压强、近底流速、掺气浓度等水力学参数分别进行了测试分析;同时,依据台阶面脉动压强和时均压强试验测试数据,采用材料力学方法,对台阶面混凝土分层后的受力情况也进行了分析。结果表明若台阶面碾压混凝土出现分层与表面止水破坏,则脉动压强就会通过表面缝隙与层面间隙作用于混凝土,混凝土也可能因此出现最大正应力,而当最大正应力超过混凝土的抗拉强度,台阶面混凝土就可能出现破坏。     

乌江银盘水电站消力池及导墙脉动压力特性研究

依托乌江银盘水电站,对底流消能消力池底板及导墙脉动压力特性进行了较系统的水力学模型试验研究。通过大量点、面水流脉动荷载测试数据的综合分析,获得了消力池底板及导墙动水压力的分布规律。该研究丰富和发展了底流式消力池及导墙的脉动压力特性研究,可为对该类消能形式水流动力特性的深入研究提供科学参考。     

新型桶式基础防波堤单桶桶壁土压力数值分析

对于软土地基上的新型桶式基础防波堤,其稳定性分析的关键是桶壁土压力分析。根据实际工程,通过数值模拟,分析了不同荷载水平、不同荷载作用点高度、不同土质状况下桶壁土压力的分布规律。分析发现,不同情况下的软土地基新型桶式基础防波堤,桶壁土压力分布区域可分为海侧圆弧端主动土压力区、两侧直壁端静止土压力区及陆侧圆弧端被动土压力区。经与理论计算的Rankine 主动、被动土压力和静止土压力的对比分析发现,海侧主动区的土压力与陆侧被动区土压力分别介于主动土压力与静止土压力、静止土压力与被动土压力之间,两侧直壁端的桶壁土压力与静止土压力比较接近。在两端圆弧段,桶壁土压力沿深度分段线性分布,且单宽桶壁土压力合力与荷载水平呈线性关系。当荷载作用点的高度发生变化时,桶壁土压力的分布规律相类似。基于桶壁土压力的分布形式,提出了桶壁土压力的简化计算方法,为计算桶体稳定性带来方便。     

高负荷螺旋桨水动力性能试验研究

以某大型集装箱船高负荷螺旋桨为研究对象,分别采用大侧斜、反弯扭叶片和毂帽鳍等技术进行螺旋桨优化设计,以改善螺旋桨的空泡和水动力性能.设计了5型螺旋桨,分别在空泡水筒进行了模拟伴流场中的空泡和激振力试验,并在拖曳水池进行了敞水试验.试验结果表明,采用大侧斜可有效减小螺旋桨诱导船艉激振力;反弯扭叶片螺旋桨空泡性能较好,有较低的螺旋桨诱导船艉激振力水平;桨毂帽鳍可改善毂涡空泡,模型试验状态下可提高推进效率2%左右.