以淹没射流的观点估算窄缝挑坎外缘射流抛射距离

流速系数的大小直接反映了溢流面上的能量损失,决定了反弧鼻坎上平均流速的大小,从而影响着水舌挑距的计算结果。以淹没射流的观点估算窄缝挑坎理论挑距,其结果和实际运行情况基本吻合,说明所得公式有一定的精度。     

挑流水舌挑距及其影响因素概述

在讨论水舌挑距计算式的基础上，全面分析了影响挑距计算的各种因素包括反弧鼻坎挑角、水舌出射角、流速系数、反弧水流坦化，反弧半径及空气阻力等，并给出了各种参数的选择方法。     

关于流速系数与反弧水流坦化的研究

流速系数的大小直接反映了溢流面上的能量损失,影响着水舌挑距的计算结果。对于具有挑流鼻坎的溢流坝,当来流与反弧段体形配合不当时,就会出现反弧最低点水深突然增大,而流速系数降低的现象。     

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     

高陡槽溢洪道挑流鼻坎体形研究

结合紫坪铺水利枢纽工程的溢洪道挑坎特性,采用模型试验的研究方法,根据挑流鼻坎体型设计理论和它灵活性特点,应用CFX软件对挑流鼻坎体型进行了改进优化,以使挑流水舌分布更均匀、挑距更大和冲刷更小,并通过对水舌和冲坑特性的观测来验证改进结果。     

连续坎挑流水舌出射角特性研究

本研究采用基于VOF水气两相流的标准k-ε双方程紊流数学模型对连续坎挑流水舌出射角特性进行了三维数值模拟研究,为计算挑流水舌出射角与挑坎体型角的差值提供理论支撑,从而达到修正工程中挑流水舌实际出射角的目的。基于不同来流条件、挑坎体型尺寸下的系列计算数据分析了来流水深、坎前断面流速、反弧半径以及挑坎挑角对挑流水舌底缘出射角、上缘出射角和出射角断面分布的影响,获得了出射角的变化规律。研究结果表明,挑流水舌出射角沿水深方向逐渐减小,底缘出射角大于上缘出射角但两者均小于挑坎挑角,并揭示了来流弗劳德数、挑坎体型参数对底缘出射角差以及断面平均出射角差的影响规律且建立了相应的计算方法,可为连续坎挑流水舌计算水舌挑距、入水范围提供精确的出射角,有助于挑流消能设计水平的提升。     

泄洪洞双扩型挑流消能水力特性数值计算

以某工程泄洪洞双扩型挑流鼻坎消能防冲为研究对象,基于三维不可压缩流体k-ε紊流模型,采用FLOW-3D软件对双扩型挑流鼻坎进行三维数值模拟分析,分析了下游河道流速、水舌是否直接冲击河岸,探讨了原始方案与2个优化方案的挑流鼻坎体型对河床的冲击及其水力特性,并针对不同工况时计算结果,给出了该挑流鼻坎的最佳体型,以满足消能和泄流的要求。结果表明:经多方案数值计算的对比,相比于原方案,反弧半径从64 m增加到128 m,反弧段长度增加10 m,边墙扩散宽度收窄0.4 m,挑角从43.4 °减小到25 °;调整后低水位低流量工况下水舌砸岸情况明显改善;水舌挑距从91.2 m增加到118.8 m,远离岸坡;河道左右岸最大流速分别下降0.7 m/s和1 m/s,且回流减小。研究成果可为挑流消能下游流态的改善提供一定的参考。     

挑流鼻坎反弧半径的拟定

一、前言高速水流在鼻坎上自由射流的射程一般用下式计算式中V_e是断面平均流速.上式反映了射程L与挑角θ、单宽流量以及总水头之间的关系,而未考虑水舌的扩散、掺气、反弧半径R等因素对挑距的影响.设计时正确选用反     

窄缝挑坎水面线及水舌挑距的试验研究

考虑到窄缝收缩段的急流水力特性,在试验分析的基础上,提出了计算窄缝挑坎水面线的简化方法。同时通过对窄缝挑坎射流特性的分析,本文给出了确定窄缝挑流水舌挑距的估算方法。     

燕尾坎在忠玉水电站高拱坝表孔上应用研究

为了探究燕尾坎是否可应用于高拱坝表孔,采用1∶80整体水工模型和三维湍流数值计算方法对燕尾坎在忠玉水电站高拱坝表孔上的适用性问题开展了研究,获得了典型工况下燕尾坎挑流水舌形态,并对比了常规连续挑坎与燕尾坎挑坎内的水流形态和流速分布。来流条件相同时,下泄水流经过燕尾坎镂空开口时,在重力作用下铅直方向流速变大。燕尾坎挑坎出口断面水平方向流速值略小于常规挑坎,但铅直向下流速值是常规挑坎的3—5倍。水舌的最近挑距大幅减小,最远挑距略有减小,纵向长度变大,从而形成纵向拉伸水舌。忠玉水电站拱坝表孔采用燕尾坎挑流,可在纵向拉长水舌,避免集中入水;通过调整开口范围和宽度做到下泄流量沿入水范围均匀分布,从而大幅降低水垫塘冲击压强。     

Ski jump trajectory with consideration of air resistance

In the case of the ski-jump type energy dissipation,the jet trajectory will be greatly affected by the air entrainment and the air resistance.It is necessary to consider those factors when estimating the trajectory of the jet flow.In this work,the effect of the air resistance on the jet trajectory is theoretically and experimentally investigated.A comprehensive resistance coefficient is proposed.To determine this coefficient,experiments of five models are conducted with the circular-shaped flip bucket placed at the point of the takeoff of ski jumps.It is shown that,this coefficient of the lower jet trajectory is only related to the approach flow Froude number,while that of the upper jet trajectory is dominated by both this Froude number and the deflection angle.Furthermore,the present methodology is validated by experimental data in this work and the maximum errors are not larger than 3.2%and 8.6%for the lower and upper jet trajectories,respectively.     

NUMERICAL SIMULATION OF HORIZONTAL BUOYANT WALL JET

This article applies the realizable k-ε model to simulate the buoyant wall jet and gives the results of cling length,centerline trajectory and temperature dilutions at certain sections.The comparison between the numerical results and Sharp's experimental data indicates that the model is effective in estimating velocity distribution and temperature dilutions.The velocity profiles at the cental plane and z-plane both show a strong similarity at certain distance from the nozzle,and the distributions of velocity and temperature dilutions also exhibit a similarity along the axial direction at centerline in the near-field.Based on the results,the article gives the corresponding relationships between the distance and the dilutions of velocity and temperature,which is useful in predicting the behavior of the wall buoyant jet.     

脉冲液体射流泵时均值基本方程中的流速系数

运用非恒定的动量方程和时均值计算方法,对脉冲液体射流泵时均值基本方程中的流速系数进行了理论研究,推导出了喉管和喉管进口段流速系数φ2和φ5的计算式。通过与恒定射流的流速系数计算式对比,阐明了脉冲频率是影响φ2和φ5的主要因素,沟通了脉冲射流与恒定射流流速系数之间的关系。     

基于SPH方法挑流水舌的数值模拟研究

以数值模拟挑流水舌的运动特性为目标,采用光滑粒子动力学方法,根据水气两相流的运动规律,建立掺气水舌的SPH数学模型,根据空气阻力的作用特性和自由表面判据,得到了空气阻力的计算关系式,提出了掺气水舌的SPH数值解法。针对桓仁水电站泄洪雾化,进行了掺气水舌的SPH数学模型实例研究,所得到的光滑粒子运动图像刻画了挑流水舌与空气的相互作用,模拟了挑流水舌的掺气过程,并得到了掺气水舌的厚度和速度随其曲线长度的变化关系。结果表明,桓仁水电站挑流水舌的外缘挑距模拟值为82.2 m,原型观测数据为80.2 m,计算误差为2.49%。掺气水舌的挑距模拟值与其原观值基本一致,证明了掺气水舌SPH数学模型模拟挑流水舌运动的有效性和可靠性。     

高速淹没冲击射流的压强特性

在试验室中研究了高速淹没射流对挡板的冲击压强特性。射流出流速度为10．36m／s～53．86m／s、厚度为3cm。测得最大时均冲击压强沿射流流程的变化规律以及挡板上的时均冲击压强的分布特性及扩散宽度。试验结果表明：在高流速范围内，挡板上的最大时均无量纲冲击压强与无量纲射流流程的平方根之间存在良好的直线关系。当射流流程大于80倍出流厚度时，淹没射流产生的冲击压强可以忽略。挡板上的时均压强分布存在较好的自模性，近似符合高斯分布。最后给出了挡板冲击区宽度的定量描述。     

基于POD方法的圆型喷口射流速度场结构分析

大空间建筑中分层空调系统喷口送风射流运动卷吸会造成热量自上部非空调区向下部空调区转移,这是导致空调系统负荷增加的原因之一。本文搭建圆型喷口射流运动盐水模型实验台,利用粒子速度测量系统(PIV)提取喷口卷吸剪切层附近流场速度矢量场信息,借助特征正交分解方法(POD)剖析剪切层内的相干结构及其能量分布、竖向与横向速度特征值比例,为后期研究喷口卷吸运动引起的大空间对流转移热量提供实验与理论参考。     

EVALUATION OF THE CUMULATIVE FORMATION OF HIGH-SPEED LIQUID JETS

1 .　INTRODUCTIONHigh speedliquidjetsareoftenseeninrainerosionsimulationofaircraftandmissiles ,JilbertandField[1] and jetcuttingofmaterials ,Kob ayashi[2 ] .Inthegenerationofjets ,itistechnicallyinterestingtoknowhowtooperatetheexperimen talfacilityattheoptimumconditiontoobtainthejetvelocitymostefficiently .ThisisdescribedbyShiandTakayama[3] ,ShiandItoh[4 ] ,ShiandIt oh[5] .Intheearlieststudyofa pulsedhigh speedliquidjet ,BowdenandBrunton[6 ] puttheliquidinanozzleandthenusedaslugimpact…     

扭曲型挑坎挑流的数值模拟

采用RNGK-ε湍流模型与VOF多相模型对扭曲型挑坎挑流进行水气两相流三维数值模拟,模拟了挑坎里的自由水面与挑流的空中轨迹线,得到计算域的速度、压强、湍动能K与湍动能耗散率ε的分布、内外挑距与水舌宽度,并与物理模型的试验结果进行比较,两者吻合良好,验证了该数值模拟方法的可靠性、合理性。     

Predicting Impact Velocities of Developed Jets

Abstract

Dam overtopping often results in the erosion of foundation and abutment materials. To quantify erosion potential, the jet impact velocity at the plunge pool interface must be estimated. Regións of the overtopping jet trajectory through free-fall are termed undeveloped (compact) and developed (individual particles). A physical model was constructed to simulate the developed region of a free-falling jet and to measure the impact velocity of developed jets. The equation derived for estimating the impact velocity of an undeveloped jet (Ervine and Falvey, 1987) was applied to the developed portion. The undeveloped jet estimation equation significantly overestimated the impact velocity of the developed jet. A drag expression was formulated and appended to the undeveloped equation resulting in a new equation, referred to as the Dimensional Equation Technique. The Dimensional Equation Technique was used to estimate developed jet impact velocities to within ± 4 percent.     

卵砾石河道摩阻流速计算方法探讨

通过水槽试验,采用6种方法:对数流速分布回归法、外延雷诺应力分布法、三维紊动能法、垂向紊动能法、韩其为经验公式法和拖曳力系数法,计算了卵砾石河床的摩阻流速。以韩其为计算摩阻流速的经验公式为标准,分析了各种方法中参数取值对计算结果的影响及其在不同水力和床面条件下各种方法的适用性。提出了2种可行的计算途径:光滑床面条件下各方法计算摩阻流速所得结果最大均方差为2.15,其中对数流速分布回归法较准确,三维紊动能法计算值普遍偏小;相对粗糙床面条件下各方法计算摩阻流速的结果均方差最大达到8.84,其中对数流速分布回归法和三维紊动能法较准确。