管道排沙系统吸泥头优化设计及区域流场数值模拟

为实现管道排沙系统持续高效排沙,利用RNGκ-ε双方程紊流模型对吸泥头附近区域流场进行三维数值模拟,建立吸泥头区域水力特性分析计算模型,揭示不同吸泥头形式及布置方式下的流场分布规律,寻求高排沙效率的吸泥头形式。结果表明,保持吸泥头与排沙管道的连接口贴近泥面,有利于吸泥头下方高流速区的塑造;吸泥头高度一定,存在一个适宜的吸泥头口径使得其吸泥效果最佳;选择合理的吸泥头形式,减小排沙管道流速或增大吸泥头离地距离,吸泥头仍可保持较高的吸泥效率。研究结果为管道排沙系统在水库清淤工程的应用提供参考依据.     

下卧低压长距离输水隧洞水力特性数值模拟及方案比选

长距离输水隧洞线路布置过程中时常遇到缺陷性地层等影响工程安全的不利因素,下卧低压布置法是解决这类问题的一种较优的处置手段。依托某下卧低压长距离输水工程,选取箱涵、分水口、下卧低压洞进出口竖井、下卧低压洞段和部分明流洞段作为研究段,建立三维数值模型,采用RNG k-ε双方程紊流模型结合VOF法开展数值模拟计算,研究下卧低压长距离输水隧洞沿程水力特性分布及变化规律,进行不同隧洞方案比选。研究表明：不同工况下下卧低压隧洞各部位水流衔接均相对平顺,没有出现明满流交替现象,下卧低压洞进出口竖井内的流速分布较为复杂;随着进口竖井直径的增大,隧洞内水气及水面线分布情况变化不大,进口竖井内流速梯度有所降低,出口竖井流速分布变化不大,研究成果可为下卧低压长距离输水隧洞的方案设计提供参考。     

基于3D数值模拟的泄洪洞安全监测及预警指标体系

针对高水头大流量泄洪洞内易发生严重的空化空蚀破坏问题,采用三维RNGκ-ε双方程紊流模型对某工程右岸泄洪洞紊流流场进行数值模拟,分析了泄洪洞内水—气两相分布、洞顶余幅、压强分布、空化数分布等水力特性,判断泄洪洞内易发生空蚀破坏的潜在危险位置,根据数值模拟计算结果设计泄洪洞安全监测布置方案,并构建泄洪洞安全监测及预警指标体系,划分泄洪洞安全状态等级,有助于推进实际工程中泄洪洞的实时安全监测及预警工作。     

开敞式宽大单泄槽溢洪道水力特性及优化布置研究

开敞式宽大单泄槽溢洪道与一般溢洪道相比易发生水流流态复杂、掺气效果差等工程安全问题。以马来西亚Baleh水电工程为例,采用VOF法与RNG k-ε双方程紊流模型对溢洪道流场进行三维数值模拟。计算分析了不同工况下溢洪道流态、流速、沿程压强等水力特性的分布规律。同时开展1∶50物理模型试验,对比分析数值模拟结果与模型试验结果发现,两者基本一致,验证了开敞式宽大单泄槽溢洪道水力特性数值模拟的准确性与可行性。进而利用紊流模型计算分析了溢洪道掺气坎的优化布置方案,结果表明：1#掺气坎抬高20 cm后,坎后掺气空腔长度由11.03 m增大至19.84 m,消能率提高了6.11%;3#掺气坎沿泄槽陡坡上移15 m后,挑流水舌冲击位置上移,减轻了对挑流鼻坎段水流流态的影响。研究结果对同类工程的优化设计有一定的借鉴作用。     

几内亚苏阿皮蒂水利枢纽泄流底孔的水力学研究

苏阿皮蒂水电站的泄流底孔参与了宣泄洪水保证大坝安全的重要任务。由于底孔的水头高、流量大,水力特性复杂,通过理论计算与模型试验验证,泄流底孔的泄量计算值与模型试验结果基本一致。挑流消能的冲坑深度的计算结果与模型试验稍有差异,但不影响坝趾基岩稳定。弧形工作门后设置1. 2 m高的跌坎,边墙两侧各设0. 5 m的突扩,模型试验表明,突跌突扩的措施达到了掺气减蚀的设计效果。     

中小型淤损水库库容恢复技术与方法

中小型水库在维持我国社会、生态、经济可持续发展中占有极为重要的地位。在已建水库工程中，泥沙淤积是非常突出的问题，尤其对于多沙河流上的水库工程，泥沙淤积情势更为严峻。中小型淤损水库库容恢复已成为一个亟待解决的问题。对传统的水力排沙、机械清淤及新研发的清淤技术与方法进行分析总结，梳理不同清淤技术的清淤原理、清淤效果以及适用条件等，从高效、环保等角度重新认识这些清淤技术，以期为中小型淤损水库库容恢复工程设计与实践提供参考依据。