三峡船闸下游引航道通航条件研究

三峡船闸末级闸室泄水和大坝泄洪引起下游引航道水位波动,水流往复运移。这种非恒定流影响船舶在引航道安全航行和停泊。通过物理模型试验介绍了船闸下游引航道非恒定水流特性和通航水流条件,并提出了改善通航水流条件的有效措施。     

葛洲坝船闸水力学问题综合分析

对葛洲坝3座船闸在接近设计水头27 m条件下运行中出现的水力学现象和原、模型观测资料进行综合分析.内容包括:船闸充泄水时上、下游引航道中的流速、流态、涌浪传播,闸室充、泄水水力特性,阀门段水流空化及声振现象,阀门启闭力及阀门振动特性等.对船闸运行和检修中发现的问题及处理改善措施亦作了介绍.葛洲坝3座船闸运行20 a来的经验证明船闸按静水通航动水冲沙的原则指导设计是正确的.船闸输水系统布置型式是成功的.     

三峡船闸上引航道通航水流条件研究

根据模型试验成果,阐述了三峡船闸上引航道在船闸充水过程中,重力波流运动的演变规律以及船队系缆力变化过程,论证了船闸输水系统上游取水口布置形式的合理性,研究了在船闸单线充水运行条件下,上游引航道的通航水流条件能够满足设计要求,而双线同时充水则不能满足要求。同时还结合以往的研究成果和工程实践,对于影响重力波流运动的多种控制性因素以及通航水流条件的若干改善措施进行了深入讨论,指明了下一阶段三峡工程引航道的研究方向。     

贵港二线船闸下引航道物理模型试验研究

引航道及口门区通航水流条件一直是多线船闸并列布置中十分重视的问题,如布置和运行控制不当,容易导致相关安全问题。建立了1:100的贵港枢纽下游及船闸引航道物理模型,研究贵港二线船闸的布置方案及其对引航道和口门区水流条件的影响。结合贵港枢纽的特点,分析枢纽不同泄流条件下,二线船闸原布置方案中引航道、一线船闸停泊段及口门区的流速大小,得到影响船闸引航道水流条件的控制工况;在此基础上,提出了优化布置方案,对不同布置长度及透空方式下引航道的水流条件进行了对比分析。根据研究成果,推荐二线船闸下引航道内采用隔流墙,布置长度为135 m,底部不透空或透空高度小于0.50 m的方案。研究成果为贵港二线船闸的优化设计提供了参考。     

葛洲坝三江船闸泄水不稳定流的原型试验与分析

1983年初,长办有关单位和葛洲坝枢纽船闸管理处对三江船闸泄水不稳定流进行了原型试验,取得了较为丰富的成果。在有船闸的人工航道中,这样的不稳定流(非恒定流)的观测资料,是不多的。本文根据三江下引航道的具体情况及两船闸输水系统的泄水特性,对往复波的特征值(波幅、周期、波长等),水流流速及其变化过程,进行了初步分析与对比。最后用差分法求解泄水波流运动的基本方程,计算与原型试验的结果是基本吻合的。由于三江下引航道和组合波的复杂性,初步的分析和认识还有待深入。     

五里亭船闸下游引航道综合整治

以五里亭船闸下游引航道整治措施为例,建立了二维水流数学模型,对岸嘴开挖、隔流墙设置、疏浚、航线调整等措施进行研究,详细阐述了典型引航道水流条件的逐步优选过程,提出了五里亭船闸下游引航道推荐整治方案。通过对方案的逐步优选,得出:① 引航道整治措施优选是多约束条件下的渐进过程,除论证通航可行性外应兼顾发电、行洪可行性,孤立分析通航整治措施可能给出极不合理的工程建议,而这在许多通航论证中常被忽视;② 对于具体工程,引航道隔流墙的长度理论上存在最优值;③ 淹没式长隔流导航墙可满足掩护引航道水流条件的要求,同时也不妨碍电站出力和河道泄洪,是通航水流条件较差船闸引航道整治的有效措施。     

葛洲坝船闸水力学问题综合分析

对葛洲坝3座船闸在接近设计水头27m条件下运行中出现的水力学现象和原、模型观测资料进行综合分析。内容包括；船闸充泄水时上、下游引航道中的流速、流态、涌浪传播、间室充、泄水水力特性，阀门段水流空化及声振现象，阀门启闭力及阀门振动特性等。对船闸运行和检验中发现的问题及处理改善措施亦作了介绍，葛洲坝3座船闸运行了20a来的经验证明船闸按静水通航动水冲沙的原则指导设计是正确的，船闸输水系统布置型式是成功的。     

三峡工程引航道通航水流数值模拟应用研究

采用二维非恒定流数学模型,模拟了三峡工程上游和下游引航道在不同布置方案和各种枢纽运行方式下的引航道内非恒定水流.研究了坐标变换、网格划分、数值离散、动水边界及干床处理、计算成果可视化等关键技术,提出了处理方法.计算表明该数学模型稳定性好、收敛快、精度高;计算成果与模型试验成果较为吻合.     

东西关水电站船闸引航道的水流条件

裁弯取直地布置东西关水电站的船闸，可切除迂回航道，缩短航程，同时提高航运能力。本文就该电站船闸引航道航行的水流条件进行试验总结。根据引航道中心线与河道之间夹角较大的地形和水流条件，提出相应的工程措施，以改善和优化船闸引航道航行的水流条件。本丰重就下引航道的梳齿潜坝进行论证，试验成果表明，该潜坝既起挑流作用，促使主流偏离口门区，又能使口门区回流范围及其流速值大为减小，有效地改善了航行的水流条件。同时     

三峡船闸下游引航道不稳定流试验研究

三峡工程船闸泄水、汛期大坝泄洪及枯水期电站日调节泄水等对通航的影响是需要重点研究的问题之一。阐述厂第五级船闸主辅廊道联合运行的方式,研究了各级通航流量与辅廊道向引航道内泄水引起的不稳定流对升船机口门及船闸人字门处波高的影响强度。结果表明,通过采取工程措施,是可以解决船闸泄水对升船机和船闸人字门运行的影响。     

三峡工程泄洪对下游通航条件影响的研究

根据水工模型试验成果,分析了三峡工程泄洪时坝 下游引航道和两坝间河段(三峡至葛洲坝)的非恒定波流运动特性,结合遥控自航船模试验对 两坝间的通航水流条件进行了分析评价,并提出了提高通航流量标准、改善通航条件的相应 措施。     

分汊河段船闸引航道整治试验研究

大洑潭枢纽位于沅水上游,处在山区限制性河道,其通航水流条件十分复杂,不利于通航。针对上、下游引航道口门区和连接段水流条件差、横流较大、洲尾通航困难及小流量下通航水深不足等问题,设计和修建大洑潭枢纽船闸整体物理模型,并结合船模航行试验,对船闸引航道口门区、连接段及洲尾处通航水流条件进行系统的试验研究。模型试验结果表明,船闸枢纽平面布置存在缺陷,上游船闸引航道口门区及连接段水流条件易受江心洲分汊口斜流影响,尤其左右两汊同时泄流下,船舶航行难度较大。整治方案采取加长导航墙和修建丁坝、顺坝及开挖航槽等措施进行试验研究,发现优化方案④下的通航、船模水流条件得到明显改善,确定了在该条件下的最大通航流量,并论证了在此方案下通航的安全性和工程可行性。     

嘉陵江草街船闸上游引航道水力学问题研究

嘉陵江草街船闸闸室尺寸为200.0 m×23.0 m×3.5 m(长×宽×门槛水深),最大工作水头26.7 m,其综合水力指标居我国已建单级船闸前列.施工期通航上游水位192.0 m,此时其上游引航道水深仅为2.9 m,如果阀门按设计指标正常开启,船闸灌水时上游引航道非恒定流特征明显,浮式导航墙存在较强斜流和漩涡,引航道水面比降及纵向流速较大,危及船舶通航安全,此外船闸进水口淹没深度较小,流量达到一定值时将出现较强漩涡,严重时还会出现贯穿吸气漩涡,影响闸室船舶安全.通过原型调试结合数学模型计算,解决了草街船闸施工期通航上游引航道特殊水力学问题,确定了船闸施工期通航运行方式,保证了船闸施工期通航安全运行.     

水工枢纽泄洪及电站负荷调节对垂直升船机运行的影响

本文介绍了水口电站因泄洪与电站负荷调节引起的坝下往复波流对垂直升船机运行影响的水力学试验成果.在试验研究的基础上提出以下成果：承船厢与航道中影响波高值的因素；从电站调峰到承船厢内出现允许波幅所需时间T1及到达稳定水位所需时间T2；承船厢、航道中可能出现的最大、最小水深；承船厢中最大、最小水重与超载情况；瞬时水面线、最大水面坡度和流速.以上成果为垂直升船机的安全运行提供了依据。     

分汊河段船闸扩建对已有建筑物运行影响及改善技术研究

航运的发展促使内河航运枢纽中的船闸扩建工程日益增多,在已建枢纽基础上进行船闸扩建势必会改变现有工程河段的边界条件和水动力特征,从而对已有建筑物运行产生影响。结合富春江船闸扩建工程,采用整体物理模型试验,研究了分汊河段扩建船闸对已有建筑物的影响及相关改善技术。结果表明:富春江船闸位于峡谷分汊河段,扩建船闸及导航墙的兴建,导致汊道分流比发生明显改变,左汊主河道分流量增加、水位壅高,对发电、行洪产生不利影响;为减小扩建船闸的影响,需在右汊船闸隔流墙与江心洲之间开挖一条行洪渠道,以尽量维持河道原有分流比,但行洪渠道紧邻下游口门区,受渠道内集中水流影响,口门区通航水流条件不满足要求,船闸通航条件与发电、行洪相互制约;提出了在汊道进口设置节制闸控制分流的创新技术,通过节制闸调节两汊分流比,能够解决船闸通航与枢纽建筑物运行之间的相互影响问题。     

五强溪枢纽通航水流试验与实船通航调研

 根据通航水流和船模试验与实船航行资料比较结果表明：船闸下游引航道口门的通航水流条件与水力学模型试验结论基本一致，能满足现行船舶的通航要求。文中分析了目前在设计最高通航流量下船舶还不能航行的原因，并提出了改进建议。     

大藤峡水利枢纽船闸中间渠道非恒定流三维数值模拟研究

采用两相流模型,辅以RNGk-ε湍流模型来模拟双级船闸中间渠道的水力特性,对于自由水面的模拟采用了VOF法.通过对中间渠道中非恒定流的三维数值模拟,主要针对波速、振荡波高、局部水面比降、渠道流速等水力要素进行分析,给出了上、下级船闸不同运转方式下的水力特性,为工程设计提供依据,且可为今后类似工程提供参考和借鉴.     

NUMERICAL SIMULATION OF TRANSIENT FLOW AROUND A SHIP IN UNSTEADY BERTHING MOTION

Ship berthing is a specific maneuver operation. The flow around a berthing ship and the forces acting on the hull are quite different from those for a ship in normal navigation. By solving the unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations, the transient flow field around a ship undergoing unsteady lateral motion is simulated and the varying lateral hydrodynamic force acting on the hull is evaluated in this article. The numerical results obtained with different turbulence models are analyzed and compared with experimental results and other numerical results published in literature, and a turbulence model more suitable for simulation of the viscous flow around a ship undergoing unsteady berthing is determined.