洞塞间距对多级洞塞消能影响的数值模拟研究

对于多级洞塞泄洪洞而言,上下级洞塞之间的合理间距影响到洞塞消能能力的发挥,因此有必要研究多级洞塞中上下级洞塞之间的合理间距。采用数值模拟手段,研究了上下级洞塞之间的间距问题。研究结果表明,当孔径比在0.4～0.8范围内,只要上下级洞塞之间的间距达到5.7D以上,各级洞塞均能充分发挥各自的消能能力。研究结果可为多级洞塞设计提供参考。     

突缩突扩式管道消能工能量损失特性研究

为明确突缩突扩式消能工能量损失系数与相关影响因素之间的关系,通过数值模拟试验,分析了孔径比、厚径比、雷诺数等因素对能量损失系数的影响。结果表明,孔径比越小,能量损失系数越大;当孔径比超过0.7时,孔径比对能量损失系数的影响不再明显;能量损失系数随厚径比的增大而减小,但当厚径比超过0.5时,能量损失系数随厚径比的增大而减小的趋势变得不明显;当雷诺数大于10~5时,雷诺数对能量损失系数的影响可忽略。     

缩放式洞内消能工水动力学特性数值研究

缩放式消能工有着消能效率高、构造方便的特点,在我国水电事业中有着广泛的应用前景,因此有必要研究缩放式消能工的水力学特性。本文主要通过数值模拟的途径,研究了缩放式消能工的水力学特性与相关体型要素的关系,并且重点比较了孔板与洞塞这两类消能工的共性与差异。研究结果表明,在厚度不变的情况下,孔板与洞塞这两种缩放式消能工的能量损失系数均随着孔径比的增加而变小;在孔径比不变的情况下,孔板的能量损失系数随厚度的增加而减小,洞塞的能量损失系数几乎不受其厚度的影响;在相同孔径比和入口水流条件下,孔板的消能效果要优于洞塞。     

孔板水流压强脉动特性

孔板水流经过孔板时突缩突扩,流线变化剧烈,引起流速脉动并导致压强脉动.孔板水流压强脉动是由孔板的特殊体形决定的,其有两个高峰,一个在孔板稍前位置,另一个在孔板后水流再附点附近,后一个高峰脉动幅值要大于前一个高峰.孔板水流脉动在负半周期的时间远大于气核发育成气泡的时间,因此孔板水流压强脉动对空化有不可忽视的影响,在计算孔板空化数时应考虑水流脉动的影响.     

孔板后回流区长度数值模拟研究

孔板消能工具有结构简单和消能效率高的优点.孔板后回流区长度是孔板消能工的重要水力学参数之一,其大小不仅影响到多级孔板间距的设计,而且还影响到孔板的消能效果.此文通过理论分析和数值模拟的方法,分析了孔板水头损失系数与回流区长度的关系以及影响孔板后回流区长度的因素.研究结果表明,在雷诺数和孔板厚度不变的情况下,回流区长度随孔径比的减小而增大;在雷诺数和孔径比不变的情况下,回流区长度随孔板厚度的增加而减少;当雷诺数大于105时,回流区长度几乎不随雷诺数的变化而变化;随着回流区长度的增加,孔板的能量损失系数也增大.通过曲线拟合,此文还得到了孔板回流区长度的经验表达式.