基于CCHE模型的重力沉沙池水沙数值模拟

为了研究重力沉沙池流量、含沙量与水沙分离效率的关系,借助CCHE软件,建立CCHE2D水沙两相流数学模型,采用混合掺长紊流模型,对重力沉沙池进行数值模拟,得到沉沙池内水流流态、悬移质输移规律以及沉沙池的水沙分离效率,并在前人研究的基础上,进一步对不同流量、含沙量情况下,其流量和含沙量对沉沙池水沙分离效率的影响进行分析。结果表明:当流量在0. 05～0. 30 m~3/s时,随着流量增大,则流速增大,水流挟沙力增大,不利于泥沙沉降,使沉沙池的水沙分离效率降低;改变初始含沙量(5～20 kg/m~3),随着初始含沙量的增大,由于沉淀池尾部回流区存在,使得部分泥沙直接被带入清水池,使得沉沙池水沙分离效率降低。     

引航道水沙运动数值模拟初探

本文根据已建工程引航道船闸运用期间水沙运动规律的研究成果,建立并验证了引航道泥沙数学模型.在此基础上,针对引航道存在的碍航问题,对消弱水位波动及减少淤积两个问题进行了初步探讨,以期为已建工程改善通航条件及水利枢纽引航道设计提供参考依据.     

基于不同数学模型对某弯道式渠首水沙运动的数值模拟对比研究

以新疆某弯道式渠首为研究对象,分别采用CCHE和Fluent建立数学模型,对该渠首水沙运动规律进行数值模拟研究,并将模拟数据与物理模型试验结果进行比较分析。研究结果表明:两种数值模型的计算结果与物理模型结果吻合都较好,但与Fluent模型相比,在水流流态方面,CCHE模型能更准确地反映弯道下段自由水面的横比降现象;在泥沙横向淤积方面,CCHE模型可充分体现环流作用下泥沙冲淤效果;在计算用时方面,CCHE模型也明显耗时更少,证明CCHE模型能够更高效、更准确地模拟预测弯道水沙运动。     

水电站沉沙池布置方案比选研究

通过沉沙池布置在枢纽首部、布置在渠道末端二种方案比选研究,结果表明：当取水口及渠道沿线均山体陡峻,地质较差,开挖形成高边坡,工程量较大,而且渠道末端地形平缓,沉沙池可以布置渠道末端,满足了各建筑物功能,具有较好的安全性和经济性。     

水电站引水渠上涡管排沙式沉沙池试验研究

通过对涡管排沙式沉沙池的试验研究，证明这种沉沙池具有较好的沉沙及排沙作用，该沉沙池对悬移质中粗粒径部分排除率较高，对细粒径部分排除率较低。为了提高涡管排沙式沉沙池的总排沙效果，文中建议了几项技术措施。     

新疆叶尔羌河中游河段水沙运动的数值模拟

采用有限元法离散二维模型方程建立了新疆叶尔羌河中游河段水沙运动的平面二维数学模型,对常微分方程系数矩阵运用质量集中原则近似处理,而后采用"预报一校正一迭代"的差分计算格式求解常微分方程组,该计算过程稳定性较好、效率较高.在动边界问题上.引入虚拟水深处理后,可以保证数值计算的连续性.用该模型对叶尔羌河中游河段的水沙运动进行数值模拟,并把计算结果同实测值进行了对比验证,结果吻合良好.     

那苏瓦卡里水电站沉沙池沉沙及冲沙效果研究

在水利水电工程中一般都采用沉沙池来降低泥沙含量,减小泥沙对引水发电系统产生的不利影响,沉沙池中含沙水流流态及沉沙冲沙效果的研究就显得极为重要。基于尼泊尔那苏瓦卡里水电工程的沉沙池,采用理论公式、RNG k～ε紊流模型及体积分辨率函数VOF模拟计算了沉沙池内水沙两相流的水流形态,并详细展示了多组分泥沙颗粒组合中不同颗粒直径泥沙的沉积效果。结果表明：不小于0.2 mm粒径的泥沙沉沙率达到95%以上,数值计算结果与采用理论公式计算得出的沉沙率保持较高的吻合性,满足工程设计要求。     

阿鸠田水电站沉沙池设计研究

苏帕河阿鸠田水电站水头高,水轮机过流部件流速高,加之水流泥沙含量大,泥沙中硬矿物含量高,水轮机磨蚀将十分严重。如果不控制有害泥沙含量会导致水轮机运行效率下降、出力减小、检修费用增加,将影响机组运行的灵活性和可靠性。因此设置沉沙池对有害粒径泥沙进行控制,并通过模型试验进行验证、调整。2004年10月至今沉沙池运行效果良好。     

小浪底水库运用初期库区水沙运动规律试验研究

利用现代模型相似理论及关于异重流运动相似条件的研究成果，在分析原型资料和对模型沙特性比选的基础上进行模型设计；同时利用三门峡水库实测资料完成了模型验证试验；在模型设计及验证试验的基础上，研究了水库在拟定的运用方式下泥沙运动规律、泥沙淤积机理及河床纵横剖面形态变化等。     

水电站沉沙池泥沙最小危害粒径选择分析

针对泥沙最小危害粒径选择十分复杂、目前尚未取得突破性进展、许多问题还有待深入研究的现状,首先对影响水轮机磨损的主要因素进行全面系统分析,说明目前国内泥沙最小危害粒径选择方法不够准确。在补充设计水头、水中泥沙含量、水流相对流速等水沙因子综合因素修正基础上,通过不同泥沙最小危害粒径的沉沙池投资和水轮机磨损维修费分析,进行泥沙最小危害粒径选择,并将此方法在麻子河一级水电站应用。结果表明:泥沙最小危害粒径越小沉沙池投资越大,水轮机磨损维修费越小,当泥沙最小危害粒径0.25 mm时,沉沙池投资与水轮机磨损维修费合计费用最少,因此沉沙池泥沙最小危害粒径选择0.25 mm合理的,充补水沙因子综合因素修正选择泥沙最小危害粒径方法是可行的。     

白济汛水电站沉沙池及压力前池设计

为解决高水头电站水轮机组发电引水的泥沙问题，结合引水系统的地形条件，将常规布置于取水口的沉沙池置于渠道末端，通过适当加大渠道流速解决明渠淤积问题。在渠末布置沉沙及冲沙设施，将沉沙池与压力前池结合布置，压力前池由沉沙池尾部取用表层清水，结合布置设计有效解决了发电引水的泥沙问题，增大了压力前池的有效容积，减小了分开布置所需的场地，紧凑的布置更易于适应狭窄的地形条件，减小工程投资。     

黄河下游花园口～孙口河段水沙运动仿真模型开发研究

黄河下游洪水演进受滩槽冲淤、生产堤状况与滩地调蓄作用的影响非常显著。花园口～孙口河段水沙运动仿真模型以二维不恒定流与不平衡输沙理论为基础，采用无结构不规则网格，分段建模，联接运行，能较好适应河势的变化。模型具备动态图象显示和人机对话功能，可在计算中较好模拟生产堤溃决或抢险堵口加高等现象。模型对滩槽冲淤具有一定的自调节的能力，增强了模型对黄河来水来沙变幅大的适应能力。模型以“82.8”与“96.8”两场洪水的实测资料作了验证，结果吻合良好。     

水电站枢纽建筑物水沙横向调度数值模拟与应用

利用水电站已建枢纽建筑物进行水沙调度在水利工程运用中具有重要的意义。水沙调度包括纵向调度和横向调度，而对于一些径流式或小调蓄水库容的电站，纵向调度意义不大，利用枢纽建筑物进行横向调度水沙就显得尤为重要。以葛洲坝水利枢纽为研究对象，就减少大江航道淤积和减少大江电站粗沙过机问题，运用数值模拟方法研究了水沙横向调度方案运用的可行性。     

尼泊尔中百太克水电站沉沙池系统布置设计

在多泥沙河流上建设水电工程,为确保工程和机组设备的安全,这些工程必须开展防沙排沙设计。文章结合工程实例介绍常规水电工程沉沙池的设计,通过对影响沉沙效果的进水口、引水渠、沉沙池上游控制段、沉沙池室、沉沙池下游控制段、压力前池等部位的设计进行详细介绍,总结出各部位的设计要点。文中工程采用美国标准进行设计,着重介绍了沉沙池室尺寸设计方面用到的水力学内容,并给出了中美标准在沉沙池设计中的一些差异。该设计方案最终通过国际咨询公司的审查,对要求采用欧美标准进行设计的国外沉沙池工程起到一定的参考和借鉴作用。     

黄河下游花园口—孙口河段水沙运动仿真模型开发研究

黄河下游洪水演进受滩槽冲淤、生产堤状况与滩地调蓄作用的影响非常显著．花园口～孙口河段水沙运动仿真模型以二维不恒定流与不平衡输沙理论为基础，采用无结构不规则网格，分段建模，联接运行，能较好适应河势的变化．模型具备动态图象显示和人机对话功能，可在计算中较好模拟生产堤溃决或抢险堵口加高等现象．模型对滩槽冲淤具有一定的自调节的能力，增强了模型对黄河来水来沙变幅大的适应能力．模型以“８２８”与“９６８”两场洪水的实测资料作了验证，结果吻合良好     

沉沙池分时段法泥沙沉降率计算研究

目前国内沉沙池的泥沙沉降率计算有准静水沉降法计算与超饱和输沙法计算两种,这两种计算理论还没有建立起具有普遍意义的水流泥沙运动函数关系。同时泥沙沉降率计算得到泥沙沉降率是判别沉沙池的长度、宽度和底坡是否的合理的重要依据,因此有必要对沉沙池的沙沉降率计算方法进行改进。通过应用E.A查马林教授的经验公式得到分时段法沉降率计算,并通过准静水沉降法和超饱和输沙法两种方法对比论证。结果表明:分时段沉降率法计算得到的泥沙沉降率与准静水沉降法和超饱和输沙法计算基本一致,误差不超过5%,说明分时段沉降率法是可行的。分时段沉降率法计算得到的水流泥沙运动规律与沉沙池运行宏观分析结果相同,因此模拟沉沙池的水流泥沙运动情况是可行的。     

松花江哈尔滨河段水沙运动数学模型分析

为了研究松花江干流哈尔滨河段在不同来水来沙条件下的水动力特征及河床冲淤变化规律,分析下游大顶子山水库对河段河势变化的影响问题,本文构建了松花江干流哈尔滨段平面二维水沙数学模型,利用数学模拟方法,针对大顶子山水库不同坝前水位、不同来水流量条件开展了定床和动床计算.结果 表明:(1)当来水流量小于2000 m3/s时,江水...     

黄河下游平面二维水沙运动模拟的有限元方法

本文以水流和泥沙运动规律的研究成果为基础，建立了平面二维水沙模型。用有限元方法导出了本模型的离散方程式，用质量集中和预估校正法处理，迭代求解方程组。     

巴基斯坦杜伯华水电站工程地下式沉沙池设计

巴基斯坦杜伯华水电站是一座高水头的引水式电站,该工程的蓄水库容很小。为了拦截90％以上粒径大于0．10nm的泥沙,且受地形条件限制,设计采用了有压的地下式沉沙池,此类沉沙池的设计国内尚无先例,为今后沉沙池的设计积累了经验。     

乌依布拉克水电站沉沙池设计比选及水力特性分析

作为水电站保护水利设备安全的重要构筑物之一,沉沙池方案设计合理性会对水电站水流特性和沉降效果产生直接影响,进而会对设备的高效率安全运行产生影响。文章结合新疆乌依布拉克水电站工程中沉降池的建设,通过方案比选得出最合理的沉沙池形式与设计参数,并采用数值模拟软件Fluent对设计后的沉沙池水力特性进行分析,进一步验证了沉沙池方案设计的合理性。