高扩散低收缩差动式挑坎不同体型参数水力特性研究

高扩散低收缩差动式挑流鼻坎结合了扩散式、窄缝式及差动式三种消能工的优点,体型复杂,实际应用过程尚未见对这种挑坎体型参数的相关研究。该文采用κ-ω紊流模型模拟该挑流消能工不同收缩比不同挑角差的水力特性进行研究,数值结果与试验结果吻合良好。为获得较好的水流流态、水舌扩散及下游冲刷效果并综合考虑高坎侧壁负压问题,研究结果给出了该型式挑流消能工的两个重要体型参数挑坎收缩比βs及挑角差Δθ的取值范围,供设计参考。     

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。     

带掺气槽岸边溢洪道挑流消能工水力特性

采用RNGk-ε双方程紊流模型对掺气槽、差动式挑流鼻坎和预挖坑联合运行的岸边溢洪道水流流场进行研究,模拟了具有大曲率水气交界面的挑射水舌和掺气坎水流,分析讨论泄槽流态、掺气槽底板最大冲击压力和差动式挑坎压力分布,给出了挑射水舌以及预挖坑的水流结构与速度分布特性,并将计算值与实验值进行对比,两者吻合良好。研究结果表明:泄槽中4道掺气槽的设置能有效减免发生空蚀破坏,但对泄槽中水面有一定的影响;高扩散低收缩差动式挑流鼻坎与预挖坑的联合运用消能效果理想。     

窄缝挑坎体型选择

窄缝挑坎体型选择,包括确定侧墙的曲线形式、收缩比或收缩率(或侧收缩角)、侧墙高度、窄缝出口断面形式等参数。窄缝式挑流问题在国内外都进行了研究,获得的一些研究经验,应用在工程实际中取得了明显的效果。     

差动式挑流消能挑距分析

差动式挑坎引导水舌在空中的运动曲线并不是理想的抛物轨迹,差动式挑坎的齿、槽分布使水舌充分掺气,因此浮力影响不能忽略;水舌在经过差动挑坎后,纵向扩散比较大,因此空气阻力也不能忽略。从理想的抛体公式出发,结合差动式挑坎的特殊体型,在差动式挑流消能挑距的计算中考虑空气阻力和浮力影响因素,可得到更接近于实际情况的挑距。     

溢洪道差动式挑坎水力特性分析和计算探讨

溢洪道差动式挑流鼻坎可增大其挑射水舌的扩散、碰撞、掺气和消能率,从而减轻下游河床的冲刷。目前对差动式挑坎水力特性研究成果仍较少,给工程设计带来极为不便。在现有的文献和成果总结和分析的基础上,开展了差动式挑坎下游河床冲刷特性的试验研究,对差动式挑坎段的水面线、挑射水舌挑距及其下游河床冲刷特性和计算方法进行探讨,并进一步补充了差动式挑坎下游冲刷影响系数与其体型和泄流水力参数的关系。研究成果与水力模型试验结果较吻合,可供类似工程设计和运行参考。     

差动式挑流鼻坎反弧段三维建模研究

为研究差动式挑流鼻坎体型参数对其水力特性的影响,文章首先用Gambit软件对较为简单的连续式挑坎建模,然后对差动式挑坎进行三维建模,上述目标均可完成从二维图纸到三维模型的建立。研究发现适合CAD图纸中预先对曲线构成的反弧段进行调整,然后再对高低挑坎逐个拉伸建模。并且此种建模方式有利于数值模拟计算区域闭合,便于高低坎挑角、反弧半径等体型参数的调整。     

一种新型非对称转向收缩差动式挑坎设计

随着坝工建设的快速发展,泄洪消能技术有不少新的进展,其中挑流消能发展很快。泄水建筑物采用挑流消能方式的关键在于选择适宜的挑坎体型,常规的连续坎、差动坎、斜挑坎、扭曲坎等挑坎体型适用范围和效果均有一定的局限性,有时还不能解决某些工程泄水遇到的实际问题。根据某在建工程的特点,研究提出了一种新型非对称转向收缩差动式挑坎,以适应工程地形地质条件、枢纽布置和泄水建筑物的运行要求。     

窄缝挑坎在高拱坝深孔中的 初步应用研究

在锦屏一级水电站（拱坝坝高305 m）整体水工模型上将窄缝挑坎应用于高拱坝泄洪深孔,对窄缝挑坎体型参数选择和布置进行了试验研究。试验结果表明,窄缝挑坎应用于高拱坝深孔,可以获得窄长下泄水流流态;边墙压力测量结果显示,深孔采用窄缝挑坎后边墙无负压出现,但在窄缝收缩起点附近存在压力增大;射流水舌在水垫塘内纵向扩散效果显著,水垫塘底板时均冲击动压分布相对常规挑坎时而言更加坦化,底板冲击动压差也大大减小,这对水垫塘底板稳定和减小射流冲刷有利.     

龙英水库溢流坝挑流消能工优化试验研究

龙英水库溢流坝采用连续式鼻坎挑流消能方式,由于两侧导墙收缩角远大于常见范围,在泄流时沿两侧导墙和堰面下泄的3股水流在挑坎上出现碰撞,产生向上跃起的水冠,水冠不稳定,对下游的消能防冲、防雾带来不利影响,需要对消能工进行优化.通过水工模型试验,从水流的角度对消能工的布置方案进行优化.试验结果表明:在挑坎处设置分流墩可以改善...