竖井旋流泄洪洞出口体型优化研究

为对某竖井旋流泄洪洞出口体型进行优化,提出了一种新型出口形式,通过多组物理模型试验获得了初步的优化设计原则,并结合数值模拟综合验证分析.结果 表明,出口结构前端为竖向环状水跃与横向淹没水跃相连的二级掺混消能区域,湍动能大,消能效果显著,大泄量下总体消能率相对提高10％;后部水流流态转化平顺,低速平稳流出;底板压强分布合...     

不同扩散角下单侧渐扩消力池水力特性研究

为揭示单侧渐扩消力池在不同扩散角下的流场特性,基于FLOW-3D软件,采用TruVOF法及RNG k-ε双方程紊流模型对单侧渐扩消力池的不同扩散角进行三维数值模拟,重点研究了消力池内的流速与漩涡特性,并将模拟计算得出的水面线、时均压强与物理模型试验结果进行对比验证。结果表明：数值模拟与物理模型试验结果基本吻合;消力池底板附近流速分布不均匀,非扩散侧流速较大,且随着扩散角度的增大,最大临底流速逐渐向非扩散侧偏移;随着扩散角度的增大,扩散侧逐渐出现贯穿性立轴漩涡,且漩涡空间尺度也逐渐变大,漩涡位置相对稳定;消力池内漩涡的强涡区均出现在漩涡中部,沿轴向整体呈现“两头小中间大”的分布规律。     

基于大涡模拟的嵌槽式消力池内水力特性研究

传统平底式消力池可能造成临底流速和脉动压强偏大等问题,而嵌槽式消力池可有效降低临底水力学指标。为深入研究嵌槽式消力池内水力特性,基于FLOW-3D软件,采用大涡模拟湍流的方法对平底式消力池和嵌槽式消力池进行三维数值模拟,对比了池内流态、时均压强、脉动压强及频域能量特性。研究结果表明：数值模拟与模型试验结果吻合良好,相比于平底式消力池,嵌槽式消力池可以有效改善消力池流态,降低临底流速,显著降低底板处的脉动压强均方根,从而降低消力池底板破坏的可能性。     

导流洞复合式出口消能体型的研究与应用

狭窄河谷中高水头、大流量、复杂地质条件的工程前期导流工程面临高速水流泄洪问题,对消能体型要求较高。基于水工物理模型试验对某水利枢纽导流洞出口消能体型进行优化探索,先后提出右岸导向、洞线偏移、左岸分流、强迫消能+左岸分流4种布置方案,通过对水流流态、流速和冲刷特性等水力参数进行测定和比选,最终推荐强迫消能+左岸分流的复合式消能体型,并对推荐体型对大小流量工况的适应性进行导流全过程试验分析。结果表明：复合式消能体型在各工况下消能效率较高,围堰及左岸近岸流速明显降低,分散水流能有效封堵回流,水面波动强度减弱,主流顺利归槽,冲淤情况良好,保护左岸免受冲刷。该复合式消能体型能够满足工程消能及安全稳定要求,可为具有类似特点的导流洞工程的出口设计提供参考。