异型挑流鼻坎体型优化对下游河道冲刷影响模型试验

挑流鼻坎是泄水建筑物中重要的消能防冲设施,不同的体型具有不同的防冲效果。通过KLBL水利枢纽工程水工模型试验,对溢洪道挑流鼻坎结构体型进行了优化,在挑流鼻坎增设了贴角及舌形挑坎,从而解决了溢洪道下游冲刷严重的问题,为该工程优化设计提供依据。其成果可供类似工程参考。     

异型挑流鼻坎三维设计及整体泄流模拟研究

水利工程因地形地质条件多变,其异型体常难以设计。借助Auto-Revit的BIM三维建模技术,对传统挑流鼻坎的底板设置左右高差,对底板和边墙三维联动中的偏转角θ_1、右挑高夹角θ_2、挑流鼻坎的挑角θ_3进行优化设计,通过数值模拟进行方案比选,最优挑流鼻坎用三维函数表示。对某水库溢洪道挑流鼻坎的模拟结果表明,θ_1=19.82°、θ_2=arctan(1/12)、θ_3=25°的右挑高0.5 m方案的挑流水舌可成功规避对右岸的冲刷,整体泄流模拟所得沿程水深、流速分布、动水压强等水力参数符合实际情况,并且成功预测了不良流态位置。     

一种新型舌瓣鼻坎消能工的应用研究

为了解决大石涧水库碾压混凝土重力坝消能区河床集中冲刷问题,结合连续式和差动式挑流鼻坎体形的优点研究提出了一种新型舌瓣型鼻坎消能工,采用物理模型试验和基于Flow-3D的数值模拟研究方法对该新型挑流鼻坎进行了设计方案优化.研究结果表明:该新型消能工可使水流纵向展开、横向扩散,水舌在空中能够充分掺气碰撞消耗其能量,避免水舌...     

挑流消能工几个问题的讨论

如何在相同的工程条件下获得较大挑距是挑流消能工设计中最重要的问题之一。本文对影响挑距的主要因素逐一进行分析探讨，对长期以来挑流消能工设计中一直沿用的对一些参数人为、随意、模糊的确定方法提出了比较精确、科学、切合实际的定量计算式，并对工程界一些容易误解的问题做了一定的分析说明     

某工程溢洪道挑流鼻坎的模型试验

以某工程溢洪道挑流鼻坎为研究对象,采用物理模型试验的研究方法,以同等工况为试验研究前提,不同挑流鼻坎形态为研究方向。经试验得出不同鼻坎体型对应消力池下游水流流态、水流挑距、河床入射水流形态及河床冲刷形态。观测分析对比,得到适用于该工程实际的溢洪道鼻坎体型。     

威远江水电站溢洪道挑流鼻坎数值模拟研究

针对威远江水电站岸边式溢洪道挑流消能存在的问题,采用RNGk-ε双方程模型、非结构网格与自适应局部网格加密的方法,模拟湍流,利用流体体积分数法(VOF)确定自由水面线,成功地对溢洪道挑流鼻坎挑流进行了三维紊流数值模拟。对挑流鼻坎的修改方案进行了研究,经过计算提出了较优方案,所提方案得到了物理模拟的验证,为威远江水电站设计与优化提供了可靠的设计依据。     

拱坝高低坎挑流消能工鼻坎挑角的优化设计

我国近几年采用的一种新型消能工——拱坝高低坎挑流,其特点是两股水舌空中相撞(图1),空中消能率高,冲坑浅,冲距近。关于如何合理设计这种消能工,是有待解决的问题。本文针对给定高低坎位置的情况,探讨挑角的优化设计。     

扭曲鼻坎对泄洪洞挑流消能的影响研究

针对某泄洪洞挑流水舌对下游河道产生不利影响等问题,开展了基于扭曲鼻坎调整射流方向的水力模拟试验研究。通过对几种扭曲鼻坎的优化研究,发现采用降低挑坎高程的大转角贴坡扭曲鼻坎布置,可以合理调整水舌方向,理顺下游河道形态,消除了右岸涌浪和边岸淘刷威胁,同时又解决了泄洪洞过渡期洞内水跃闷顶问题。研究成果对泄洪洞出流的消能防冲设计有一定的借鉴意义。     

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     

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.     

大差动齿坎挑流消能工在双曲砌石拱坝上的应用

福建省安仁溪水电站双曲砌石拱坝位于不对称的“Ｖ”形河谷中，坝顶设置闸门，最大坝高６６．５ｍ，最大单宽洪水泄流量达４５．９ｍ３／（ｓ·ｍ），采用大差动齿坎挑流消能，取得了良好的成效     

疏勒河青羊沟水电站枢纽挑流消能鼻坎设计与优化

青羊沟水电站枢纽采用挑流消能设计,枢纽布置为3孔泄洪表孔和1孔泄洪冲沙表孔。枢纽下游河床非常狭窄,宽度仅为20余m,消能防冲设计难度大,对挑流鼻坎在不同流量下的水力性能要求很高。原设计采用宽尾墩结合扭曲式鼻坎消能,左右表孔出口水流对两岸坡脚有直接冲刷,且对下游河道的冲刷深度较大。针对原设计水流冲刷两岸及冲深较大的问题,结合枢纽水工模型试验,优化了鼻坎体型,使挑坎结构布置安全、合理,并满足运行要求。     

鼻坎型式对挑流局部冲刷影响的数值模拟

挑流消能为高水头水利枢纽主要泄洪方式,耗散能量的同时会对下游产生剧烈冲刷。为分析冲刷坑形成原因,探究鼻坎型式对于冲刷的影响,针对某一具体工程,采用自编程序以临界起动切应力作为泥沙起动条件进行数值模拟,结果表明：差动式鼻坎挑流水舌集中,单宽流量大,冲刷深度深,河床冲刷严重;舌型鼻坎挑流水舌横向扩散较大,单宽流量小,冲刷深度较浅。将计算结果与物理模型试验结果对照,两者基本吻合。证明通过用户自定义编程方法进行数值模拟能够较为准确的预测冲刷坑范围与深度,合理的鼻坎型式对于削弱下游冲刷效果显著。     

倒模施工技术在大型舌状挑流鼻坎施工中的应用

文章介绍了大型舌状挑流鼻坎表面抗冲耐磨层混凝土倒模施工方案、施工程序和施工要点。     

一种新型组合式消能工的试验研究

通过对澜沧江黄登水电站的水工模型试验研究,提出一种新型的组合消能工型式,即4个表孔的中间两孔采用略微扩散的连续挑坎,两边表孔为窄缝鼻坎,2个放水底孔采用曲面贴角鼻坎,下设水垫塘的联合泄洪消能方式。这种方式能很好地适用于各种地形,特别是在狭窄河谷的情况下,可获得理想的消能防冲效果,减少了水垫塘宽度,是一种值得采用的组合消能工型式。     

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。     

圆弧鼻坎射流水舌起挑角的试验研究

基于圆弧鼻坎挑射流物理模型试验,考虑脉动流速对水舌上缘挑角的影响,研究上缘起挑角的理论公式;通过引入两个系数同时考虑脉动流速和断面水深对下缘起挑角的影响,选用49组试验数据,采用误差分析方法,提出下缘挑角的半经验半理论公式。与前人的公式相比,上缘挑角的理论公式形式简单,下缘挑角公式考虑因素较多。两公式误差均小于13%,用于计算进口水平和倾斜渠道后接圆弧鼻坎挑射流水舌上、下缘起挑角是有效的,进而确定射流冲击点位置和冲击区范围也是有效的。更多还原