城市街道分水口对洪水流态转换过程影响研究

随着城市化进程加快和全球气候变化加剧,城市洪涝灾害频发。研究城市街道的行洪特征,掌握城市建筑物对洪水流动的影响机理,对城市洪涝灾害治理具有重要的理论意义和应用价值。本文开展了城市建筑物对洪水运动影响的物理模型试验,在街道两侧布设分水口模拟建筑物不连续的分流效果,分析分水口位置及流量变化对洪水流态转化及水跃形态的影响。观测上游来流量变化、分水口位置等因素对洪水从急流向缓流过渡时的动力特征的影响,包括水跃发生位置、水跃形态转变、水跃漩滚长度、跃前和跃后水深比及分流比等。     

某拦河闸底流消能工消能防冲试验研究

通过物理模型试验,对某拦河闸底流消能工进行消能防冲试验,测试和分析不同开度下的水闸运行流态、流速分布及上下游水流衔接状况,研究成果可供工程设计参考。     

桐溪湖(含水道)湖泊工程出水口的消能防冲设计

受城市规划、市政及城市防洪工程等较多因素的影响和制约,同时要兼顾城市水体、景观工程建设的需要,对城市中涉河、湖等水工建筑物的消能工设计提出了较高要求。文章介绍了长沙大河西先导区桐溪湖工程出水口采用撞击式跌塘消力池的消能防冲设计在充分利用下游水深的同时达到尽量减少消力池结构尺寸、减小工程量和工程占地的目的以满足城市市政建设的要求。     

典型非稳态水跃现象的数值研究

采用VOF模型跟踪自由表面的变化,数值模拟了典型水跃湍流由静止到最终稳定的全过程。本文给出了水跃现象在不同时刻自由表面的变化情况,主要对水跃过程中自由表面的形状、内部流场结构、速度矢量场及压力场分布进行了分析。结果表明,VOF模型能够有效地描述水跃这类复杂自由表面流道的湍流特性,具有可行性与实用性。     

导流洞出口消力池内设置悬栅消能工试验研究

通过对新疆迪那河五一水库工程导流兼排沙洞水工模型进行泄流试验,研究悬栅消力池的型式、体型、数量等参数对消能效果的影响,最终确定悬栅消力池内加17根栅条、池后采用1/8进行变坡的优化方案。试验结果表明：悬栅的设置,改善了消力池内水流的流态,降低了池内的最大水深。在设计水位下,设置悬栅后使消力池内最大水深由原来的19.4 ...     

低坝闸门调度分析计算

文章针对低坝水跃消能型式,在水跃理论计算基础上,对不同泄洪孔口组合和开度方式下,计算水跃参数,判断水跃型态,验证设计给出的消力池体型,然后计算消能率、余能和跃后的水面跌落以及消力池尾坎后的流速,并以此分析判断下游的衔接流态和河床冲刷情况,在确保工程安全运行条件下,为运行管理单位提供合理安全的闸门调度方式。依据这一分析计算方法,对湖南省龙山县落水洞水电站工程进行了闸门调度计算,将其成果与模型试验结果进行对比,有很好的可比性,说明这一分析计算方法也适用于其它同类工程,为低坝消能闸门调度提供了一种计算分析方法。     

防洪坝地下消力池的设计与有效性分析

本文通过物理模型,利用K-R方法对阿勒泰防洪坝原消力池进行了重新设计,形成非棱柱形消力池—地下消力池。结果发现：重新设计的地下消力池使能量消耗增加了2.5倍,端槛高度降低25%。并且可以将洪水重现期作为主要的设计标准之一,在短期洪水重现期可以降低端槛高度。     

改进的突然对称扩散水跃方程

泄水建筑物下游的消能防冲是水利工程设计的重要问题。突然对称扩散水跃是消能的一种基本形式。为了研究突然对称扩散水跃共轭水深的水力特性,根据动量原理建立了突然对称扩散水跃共轭水深方程。发现突然对称扩散水跃始端扩散断面的回流平均水深ｈ３可以表示为跃前断面水深ｈ１和跃后断面水深ｈ２的函数,即ｈ３＝ｈ１＋αｈ２。根据大量实验资料,给出了系数α随着突扩比β变化的函数关系式。本文建议的方程能够很好的与实验吻合一致。在已有的计算方法中,本文方程与实验结果的平均误差和最大误差最小。因此,本文方程可以应用到实际问题的水力计算。     

圆形断面水跃共轭水深的迭代计算方法

基于圆形过水断面的几何特点与棱柱体水平明渠的水跃方程,推导出圆形断面的水跃方程。通过数学变换,得到了圆形断面水跃共轭水深计算公式。针对具体算例,采用图解法与迭代计算相结合的办法对圆形断面的共轭水深进行了求解。算例表明,该计算方法简单、结果精确,便于推广应用。     

R型水跃局部水头损失系数与跃后水深的计算

通过能量方程研究R型突扩水跃局部水头损失系数,完善水跃跃后水深计算的理论方法,为消力池跃后水深的计算提供新的思路。通过建立消力池出口扩散断面和跃后断面的能量方程,分析R型突扩水跃局部水头损失系数和水跃水深比的变化规律。结果发现:R型水跃相对局部水头损失系数是突然扩散断面弗劳德数和消力池突扩比的函数;相对局部水头损失系数既服从线性分布,又服从乘幂分布;水跃水深比是跃前断面弗劳德数和消力池突扩比的函数。提出了局部水头损失系数和水跃水深比的计算公式,并分别对其进行了验证。