竖井进流水平旋转内消能泄水道的壁面压力分布规律

本文从竖井进流水平旋转内消能泄水道的基本流态出发，对该种泄水道中的轴向及环向空腔水流的流速分布提出假定，并利用边界条件确定其形式。根据旋转水流r方向的基本微分方程和自由涡流的假设建立了这种泄水道环向空腔水流的压力积分方程表达式，并据此定义了这种流动的壁面压力系数。依据试验测资料对这种流动的壁面压力系数及其影响因素的变化规律进行了分析，并给出相应的经验公式，从而较圆满地解决这种流动壁面压力等水力参数的计算，为进一步的理论分析与设计提供了依据与参考。     

水平旋流内消能泄洪洞段与尾水洞段流态适用性研究

为了探究水平旋流内消能泄洪洞段与尾水洞段流态适用性条件,建立了一种新型的泄洪内消能工水力模型,即洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能工。试验以原型流量1 200 m3/s、最大总作用水头150 m为标准进行了模型试验的体型设计,然后对设计的该消能工进行了1∶60.25几何比尺下的水工模型试验。结果表明:当1.5X/D9.1时,旋流洞内空腔直径沿程先增大后迅速减小最后平稳,当9.1X/D10.3时,空腔直径呈现出逐渐增大并最终稳定至r/D=0.45左右的趋势;上游水位对于下游尾水洞段的流态影响条件不大,当下游水位0.5D﹤h﹤0.85D时,旋流洞与尾水洞内会形成旋流远驱水跃流态,当下游水位0.85D﹤h﹤0.95D时,旋流洞与尾水洞会出现旋流临界水跃流态,当下游水位0.95D﹤h﹤3.2D时旋流洞与尾水洞会出现旋流淹没出流流态。     

水平旋流泄洪洞的基本流态与影响因素

通过模型试验,对上下游水位、通气孔直径、水平洞洞长和起旋器收缩断面面积比对水平旋流泄洪洞的流态的影响进行了研究。结果表明,在竖井为有压流的条件下,水平旋流泄洪洞的流态可分为自由流、吸吮流和淹没流3种基本流态,流态的分类与转变受各种因素的影响;通气时,水平旋流洞内旋流的空腔直径大而均匀,水流旋转的强度增大;不同的洞长,流态从吸吮流向淹没流转变时过渡区的相对上下游水位差相同,但洞长越大,吸吮流的范围越大,转变为自由流流态时所需要的起旋器出口的水流弗劳德数也越大;起旋器出口面积比不同时,流态分区的临界水力条件是不同的。     

旋流阻塞复合式泄洪洞的水力特性（1）

对旋流阻塞复合式泄洪洞的体型设计进行探讨,并通过模型试验对其流态和水力特性进行了研究。阻塞对水流流态有明显的影响,水平旋流阻塞复合式洞的水流流态可划分为不完全旋流以及完全旋流2种基本流态。泄流能力由起旋器与阻塞共同控制,阻塞孔径对泄流量影响较大,但阻塞位置对流量影响不明显。如考虑阻塞的影响,泄流量计算公式的形式可不变。阻塞影响系数ξ与d/D的关系近似为线性关系。阻塞对通气孔的通气状态产生明显影响：不同阻塞设置位置相同时,阻塞孔径越大,通风量越大;相同阻塞设置位置不同时,越靠近下游,通风量越小。     

虎家崖水电站泄洪消能布置优化研究

甘肃舟曲县白龙江虎家崖水电站枢纽采用闸坝联合泄洪、底流消能的布置方案。通过水工模型试验，论证方案的可行性并针对上游导墙造成的流态问题及下游消能冲刷所存在的问题进行了优化。     

表孔泄洪闸消力池辅助消能工试验研究

通过模型试验，对比研究了在表孔泄洪闸上应用掺气分流墩和在消力池中采用常规消能工的消能效果。对比研究结果表明，分流墩具有一定的消能效果，但对水流条件有特定的要求，有一定的局限性。在调节运行工况变幅较大时，可以采用常规消能工消能。     

公伯峡旋流泄洪洞的水力特性与原型观测

本文尝试采用涂层痕迹(图像)分析方法,结合反演与模型试验进行了公伯峡旋流泄洪洞旋流洞段的水力特性的原型观测.研究结果表明:用涂层痕迹(图像)分析法进行高速水力学水力特性原型观测的方法是可行的;在起旋器收缩环后的扩散斜面上存在水流的分离现象;旋流泄洪洞旋流洞段的旋流角的变化范围为75.45～33.56度,原型值与模型值的变化规律相似;壁面流速的最大值和最大壁面切应力均在原导流洞0 235断面左右,壁面的流速和壁面切应力的变化范围分别为35～37m/s和2～3kN/m2.     

射流–旋流梯级内消能工临界水力条件初探

为了获得射流–旋流内消能工这种新型梯级消能工稳定运行的临界水力条件,采用模型试验研究和理论分析相结合的方法,对射流–旋流梯级内消能工的压强特性进行研究。结果表明,当竖井内射流尾水洞洞顶的水深大于20%的尾水洞洞径时,可在消能工内形成稳定淹没射流与稳定水平旋转流的双稳运行流态。在淹没射流段和水平旋流段,壁面压强沿程呈现出分级分段变化特征,最大相对压强水头差分别为0.75和0.72。淹没射流孔口顶托压强随竖井水深增大而线性增大。起旋器孔口顶托压强与起旋器孔口水流弗劳德数,阻塞孔口水流弗劳德数,竖井水位与下游水位差有关,并随三者的增大均呈线性减小的趋势。以射流孔口水流弗劳德数和起旋器孔口顶托压强作为上下游水力条件,给出了梯级内消能工在双稳运行流态时需满足的临界水力条件。成果可为射流–旋流梯级内消能工的体型设计、优化与工程应用提供理论依据。