闸堰下游淹没水跃特性研究

本文通过试验分析，对具有驼峰堰的泄水闸下游平底消力池中的淹没水跃特性进行了研究，认为：当淹没水跃的前佛氏数Ｆｒ１＝３．４－７．３，淹没系数Ｓ＜０．７时，消力池及其下游的流态不会因水跃被淹没而恶化，淹没水跃的消能效果优于自由水库。     

溢流坝面流式水跃消能的研究

本文对于面流式水跃的基本规律作了一些论述,并且对万安水利枢纽在设计面流水跃中遇到的困难提出解决的办法。采用面流式水跃消能有其突出的优点,由于这种消能型式它的主流和最大流速集中在表层,对河底冲刷和水跃底部脉动强度较小,从而大为减省溢流坝下游消能设备。另外,非淹没式面流水跃可以顺利宣洩飘浮物,得保护坝身不受撞击而损坏。面流水跌主要的缺点是很难在任何水流情况下都能发生优良面流,并且在洩洪时对于下游航道运用有一定的影响。面流水跃的水力计算过去在我国研究得很少,较大型水利工程尚未采用     

仙游县南门大桥桥墩倾斜原因分析与整治加固

该文根据仙游县南门大桥桥墩下游冲刷掏空原因,利用水跃紊流和下游淹没水垂消能,采用整体性加固斜坡及护坦的工程措施进行整治加固。一个水文年的运行表明,该措施对下游防冲刷效果良好。     

淹没水跃的逆向流速

本文描述了对溢流建筑物下游产生的淹没水跃进行的试验研究。当下游明渠的尾水深度超过亚临界水深时，即产生淹没水跃。这种情况很常见，特别是在低溢流结构中。淹没水跃产生的涡流具有巨大的逆向自由表面流速，这种现象经常使粗心游客受伤害，因此又被称为“淹没机器”。通过理论推导和试验论证，我们定量分析了在各种水力上的危险高流速。     

突然扩散水跃方程的显式解

泄水建筑物下游的消能防冲是保证水利工程安全的重要措施。突然对称扩散水跃是水跃消能的形式之一。分析了突然扩散水跃方程(以下简称突扩水跃方程)以及突扩水跃的水力特性, 研究了回流平均水深, 认为回流平均水深是跃前和跃后水深的函数, 同时又受突扩比的影响, 提出了系数α的经验式, 并应用动量守恒原理推导了突扩水跃方程, 给出了该方程的显式解。试验验证表明, 突扩水跃方程显式解与试验结果吻合, 显式解与试验结果的平均误差为5.481%, 说明该显式解实用可靠, 精度高, 可用于计算实际工程问题。     

黄河下游漫滩洪水淤滩刷槽及淹没风险研究

黄河下游漫滩洪水具有较强的塑槽作用,同时存在较大的淹没风险。通过实测资料分析、实体模型试验和数学模型计算,对黄河下游大漫滩洪水淤滩刷槽作用及淹没风险进行了初步探讨。研究表明:对于漫滩系数大于1.5的实测大漫滩洪水,主槽冲刷量一般是滩地淤积量的0.35~0.80倍。在漫滩系数小于2.5时,主槽冲刷量增加不明显,但滩区淹没面积及淹没损失增加显著;在漫滩系数大于2.5时主槽冲刷量明显增大,其滩地淹没面积达到最大,淹没损失增加缓慢。     

淹没水跃的数值模拟

本文通过求解时均N－S方程κ－ε紊流模型，数值模拟了淹没水跃由静止到最终稳定的全过程。采用隐式非正交同位网格有限体积法离散控制方程组，利用动网格技术跟踪自由表面，并由Orlanski开边界条件得到无反射的出口边界。文中给出了淹没水跃在不同时刻自由表面形状、内部流场结构和流速矢量的变化情况，并与试验资料进行了比较。结果表明，本文方法能够准确有效地描述淹没水跃这类复杂自由表面流动的紊动特性。     

溢洪道陡坡戽跃联合消能工水力特性的研究

一、引言水跃消能不受地质条件限制,运用稳定、安全可靠、消能效果良好,故大多数中小型工程惯于采用,但水跃消能的消力池、池后海漫及消力池两侧边墙工程量均较大,故工程造价较高;戽流消能的消能效果良好、节省投资、方便施工等优越性均较突出,其缺点是戽内消能率较低,戽后余能较大,下游波浪剧烈且延伸较远,岸坡冲刷严重。本文所提出的陡坡戽跃联合消能,则是利用溢洪道陡坡,使消能体     

淹没水跃激起闸门振动浅析

闸门振动是水利水电工程中较为普遍的现象。文章对闸门下游淹没水跃作用在闸门上的脉动压力试验研究成果作了简要综述，并结合某工程，对淹没水跃引起闸门振动作了浅析     

淹没水跃Fr数对消能率影响数值模拟研究

淹没水跃具有一定的淹没度和紊动性,同时还具有变化复杂的自由液面,在水利工程中主要发挥着消能的作用.通过对淹没水跃流态与实际消能率的深入研究发现,低Fr数淹没水跃的实际消能率与名义消能率差距较大,而且经验公式计算的消能率值是偏大的,低Fr数水跃常见于平原地区的水利工程中,因此在对其消能设施设计时应引起足够的重视.     

辅助消能工的水力特性及在闸下低佛氏数水跃消能中的应用

低水头引水枢纽工程的一个普遍水力学问题,是低佛氏数水跃消能与防冲,该问题已成为水利水电工程尤其是中小型工程中亟待解决的重要课题。低佛氏数水跃消能的最大特点是产生弱水跃和颤动水跃,该水跃消能效率低,要求消力池长,工程量大。而采用辅助消能工与传统底流消能工相结合,才是解决低佛氏数水跃消能的最基本、最有效的方法。     

绥化地区水利工程底流消能工破坏原因及设计中的问题

底流消能在我区水利工程中应用较多,目前仍是一种主要消能方式。但在应用中多有破坏。本文就底流消能工破坏原因及其设计作一探讨。一、底流消能的破坏原因 1.消力池底板高程降低不够,不能形成淹没水跃,下游发生冲刷,此种破坏占大多数,主要是在设计中对下游水位计算不准确。如青冈县胜利水库泄水渠二级跃水,设计渠道坡降为0.5‰,底宽4m,边坡m=1.5,实际下游水深为1.4m,比设计计算     

低弗汝德数闸后淹没水跃的数值模拟

通过求解雷诺时均Navier-Stokes方程,对弗汝德数为3.19的淹没水跃进行了数值模拟。应用标准k-ε模型和RNG k-ε模型结合VOF(volume of fluid)自由表面跟踪技术,得到了淹没水跃自由表面位置、纵向速度、紊动能及速度矢量等变化情况。结合实验数据,详细对比研究了两种模型的模拟结果,分析了Fr=3.19淹没水跃的内部流场特性。研究表明RNG k-ε模型能更好的模拟低弗汝德数下淹没水跃的紊流结构,给出了2X/Y124为水跃发展区,并得出水跃产生的旋滚对紊动的产生和耗散起着重要作用。     

某水库消力池体型优化试验研究

消力池作为溢洪道的重要组成部分,其设计与布置上的不合理,将导致工程在运行过程中出现,如毁坏下游岸坡,冲刷下游河床底板等工程问题,造成损失。某工程原设计溢洪道不能在出口的消力池内形成淹没水跃,导致消能效果低下。就具体问题,建造物理模型,按规范要求在模型中进行相应的结构和尺寸整改,主要优化溢洪道尾端消力池,并进行了试验。试验结果表明,方案二具有理论和工程上的可行性。     

低水头水闸下游消力池长度优化研究

低水头水闸下游消力池的水流条件较复杂,水闸出流条件(自由出流、淹没出流)对闸下游的流态和水跃长度影响较大。通过水力模型试验研究,提出了水闸闸门全开敞泄、宣泄最大流量运行条件的下游消力池长度的计算方法:水闸出流为自由出流时,可按现有的水闸设计规范的方法计算消力池长度;水闸出流为淹没出流时,闸下游水跃长度较短或呈无水跃状态,此时,可采用水闸上游为正常蓄水位、闸门控制下泄最大开度泄量计算消力池长度。研究成果可合理地计算和选取低水头水闸下游消力池长度,在确保工程安全运行的前提下,大大节省工程投资。     

平底水跃消力池后河床冲刷计算的数学模型

本文给出了一种计算水跃消力池下游局部冲刷的数值方法。计算中采用特征线法求解一维不恒定流的运动方程、连续方程和泥沙输送方程,得到了水跃消力池后水流和冲坑发展的规律。从计算结果与试验数据对比看,此方法是可行的。     

闸门底缘倾角对淹没水跃的影响

采用标准k-ε紊流模型和VOF模型对过闸水流的淹没水跃现象进行了模拟,从沿程水面线、流速分布及壁面压力等方面分析了平面闸门下游倾角对淹没水跃的影响,结果表明:随着闸门下游倾角的增大,水跃发生的位置逐渐向上游转移;在确保闸门自身结构稳定的情况下,闸门下游倾角取30°~45°较为合理。     

坝下淹没水跃底部的脉动压力

当溢流坝下游水深超过临界水跃的跃后水深时,跃首向反弧方向推移形成坝下淹没水跃,它与通常所指的闸下平底淹没水跃不完全相同,例如它具有完整的跃前水深,水跃底部为一反弧曲壁。这种类型的水跃或可称为反弧曲底水跃。它在工程上是常见的。我们拟对其底部的脉动压力变化规律进行一些探讨,因为研究建筑物所受的脉动荷载及     

小石峡水电站导流兼深孔泄洪洞消能工优化试验

通过新疆库马拉克河小石峡水电站导流兼深孔泄洪洞原设计方案的消能工试验,发现消力池内发生淹没水跃,水跃旋滚区与闸后射流相叠加,使陡坡段水流剧烈脉动。为了防止护坦段在较大的动水荷载下发生振动和破坏,采用在消力池内设置不同于传统布置方式的悬栅式消能工的方式,即从闸后陡坡末端起布置悬栅,悬栅的安装高度随水跃跃高逐渐抬高,呈台阶式布置。试验表明,台阶式布置悬栅起到了破碎水跃上部剧烈回旋运动的表面旋滚的作用,增大了回流的阻力,从而使水跃向下游移动,由淹没式水跃转化成稍有淹没水跃;在悬栅作用下,陡坡段和消力池内水流脉动明显减弱,浪花溅起高度明显小于加悬栅前的高度,这种悬栅布置方式可为其他同类工程提供参考。     

宁夏引黄灌区干渠直开口出流流态及流量分析

宁夏引黄灌区干渠直开口(斗口)结构是闸门加涵洞的结合体,水流通过闸孔在涵洞中呈现极为复杂的流态,有自由出流、淹没出流以及有压管流流态,并且交替变化。通过试验提出,当闸后某断面水深较小,且下游水深小于水跃的第二共轭水深时,可以按自由出流计算流量;当此水深小于或等于涵洞高度,且下游水深大于水跃的第二共轭水深时,可以按淹没出流计算流量;当此水深大于涵洞高度,且下游水深大于水跃的第二共轭水深时,可按有压管流计算流量。同时,提出了相应的流量计算公式,可供工程设计和管理使用。