旋流竖井泄洪洞水力学特性及泥沙输移特性研究

基于RNGκ-ε双方程紊流模型并结合VOF两相流模型,通过模型试验和数值模拟分析了双涡室旋流竖井流态、流速、压力、消能、空化和泥沙输移特性。结果表明,模拟结果与试验值吻合程度较好,涡室段通过掺气坎补气,掺气更加充分,降低了发生空蚀破坏可能性;实测消能率达到75%以上,消能效果较好;不同粒径泥沙在不同流量下在竖井底部存在泥沙淤积,使得消力井深度减小,小流量运行时淤沙最高可达到消力井深度的72%,但经过一次大洪水后泥沙被清空,淤沙高度降低为井深的1.6%,使旋流竖井保持有足够的消能水垫,不会影响其正常运行。在实际工程中,控制拦污栅大小,避免大颗粒泥沙进入泄洪洞导致拥堵,实践中可通过改变运行方式来控制消力井淤沙高度,使其有足够富裕的水垫深度来满足旋流竖井设计和正常运行要求。