闸站合建枢纽对渠道水流流态影响的数值模拟研究

闸站合建枢纽运行时过闸水流的流态对渠道安全运行至关重要.借助CFD模型对闸站水流运动进行模拟,分析流量和闸门宽度的改变对闸后水流流态的影响.研究发现,闸后L＞3.4B的渠段时流量改变对水流的不均匀性影响较小,不良流态主要集中在L≤3.4 B的渠段,其中L和B分为别为闸后渠长和渠宽;而闸门宽度的改变对水流不均匀性的影响较...     

浍河南坪船闸引航道流场数值模拟研究

水流流场数据是通航影响评价的重要基础性资料,本文借助数学模型对目标河段进行模拟计算,系统分析船闸正常运营期,节制闸放水时对正常过闸船舶及南坪港进出港船舶的影响以及口门区各种工况下水流流态,对优化工程布局及航道治理提供技术支撑.     

急弯段闸孔出流的弯道水流特性研究

在河弯处修建水工建筑物时,研究弯道水流特性对水工建筑物布置的影响十分重要。采用RNCκ-ε紊流模型对急弯段闸孔出流的弯道水流进行了三维数值模拟。通过模拟计算,比较分析了急弯段不同闸位、不同流量条件下闸孔过流时的流速分布、紊流动能、压强分布和环流等相关水流特性与变化规律。分析研究结果表明,闸坝位于弯道上游时,弯道对闸坝过流的影响最小,但需对闸坝下流弯道凸岸岸坡附近区域采取一定的防护措施;闸坝布置在弯道中游时,过闸水流受弯道的影响最小,闸室水流的稳定性、闸门的工作安全以及闸墩的空蚀破坏都是实际工程中需要注意的重点。数值模拟验证与物理模型试验结果吻合较好,计算精度较高,能够满足相关计算研究要求。     

地面沉降对西河闸流态的影响

天津滨海平原区地面沉降十分严重,对这一区域的水闸产生多种影响,最为明显的是水闸挡水时水压荷载的加大,影响闸体稳定;其次是闸下水流的流态发生变化,容易形成下游河道冲刷。采用VOF(The Volume of Fluid)法,研究了地面沉降对西河闸闸下水流流态的影响。因地面沉降使闸前水深加大,造成闸下表层水流旋滚不够充分,消能效果变差;底层水流流速增加,水跃位置下移,急速水流跃出消力池。随着水闸泄流量的加大,这一影响表现得更为明显。     

平面弧形双开闸门闸下水流流动特性研究

通过平面弧形双开闸门物理模型试验,对闸门对称开启、不对称开启和浮起运行三种情况的闸下水流流态进行了观测,测量闸门上下游水位、过闸流量、闸门开度等水力参数,分析闸下水流流态,总结出平面弧形双开闸门运行时闸下水流流动的特性。闸门对称开启时,闸下没有影响闸门运行的不良流态,主流居中,两侧回流区对称;闸门不对称开启时,闸门的开度小比开度大时对流态的影响大;闸门浮起运行时,闸下海漫段主流偏于两侧,河道中心部位形成两个强弱周期转换的回流区。     

三汊河河口闸泄流特性与整流措施

针对外秦淮河入江口的三汊河河口闸大流量泄洪时过闸水流不均的问题,建立了江-河-水闸大范围水深平均二维数学模型来研究河口闸的泄流特性,并利用河工模型试验结果率定模型参数。对长江不同水位流量组合及河口闸上游河床地形修整工况下河口闸大流量泄流特性模拟计算结果表明,导致过闸水流不均的主要因素是河势及河道深泓位置;河口闸上游阻水建筑物的拆除对过闸偏流的改善作用有限;37 m墙长结合5°偏角的导流墙可有效改善过闸水流不均的现状。     

高水头闸室平板闸门小开度流量系数试验研究

高水头闸室闸门小开度情况下,根据闸前的水流流态可分为闸前有长有压段、短有压段两类,根据闸后水流流态可分为自由出流和淹没出流两类.平板闸门的流量系数公式形式应随着闸前闸后的水流条件的不同而不同,对于不同的类别应采取相应的流量系数公式进行计算.通过试验推导出高水头闸室平板闸门小开度闸前为长有压段闸后为自由出流的闸孔处流量系数,为工程设计和运行提供了试验依据.     

水库闸门不同开度下过闸水流水力特性研究

为研究伯斯阿木水库工程导流兼深孔泄洪洞工作闸门过闸水流水力特性,考虑闸门开度与过闸流量因素,借助水工模型试验方法,分析了过闸水流的水位、流速以及压强特征。试验结果表明,开度会影响闸前上游水位的稳定性,而过闸流量只会影响水位值。过闸流量对过闸水体流速影响效应高于开度因素。开度增大,面板时均压强降低,而过闸流量对之影响相反。开度、过闸流量会改变面板零压强分布区,影响面板渗流安全。论文可为挡水闸门的运营调度以及过闸水流稳定分析提供参考。     

闸孔出流的水力计算

一、前言泄水闸是用来控制泄量的水工建筑物。图1为水流经过无侧收缩平底闸门时的情形。当上游水深与闸门开度之比值较大时,下游为自由出流。而当此比值较小时,下游为淹没出流。当闸孔为自由出流时,水流很平稳;而当闸孔为淹没出流时,相应地水流紊动较剧烈。     

平原河网地区泵闸合建枢纽布置形式

由于泵闸合建后易导致枢纽上下游水流流态复杂化,因此需要合理选择具体布置形式以减轻不利影响。以上海地区拟建的赵家沟东泵闸工程为例,采用平面二维水动力数学模型对工程附近的水流流态进行模拟计算,从水动力条件角度对平原河网地区泵闸合建枢纽的不同平面布置形式进行比选分析。结果表明:从枢纽上下游总体流态看,泵闸对称布置形式的水动力条件优于不对称布置形式;从节制闸排涝时闸下流速分布看,对称布置形式中的"闸+泵+闸"形式比"泵+闸+泵"形式对减轻闸下冲刷更为有利;从节制闸引水时内河侧通航水流条件看,"闸+泵+闸"形式比"泵+闸+泵"形式对内河通航横流的影响明显减小,当采用相同内河侧通航横流限制条件时,"闸+泵+闸"形式比"泵+闸+泵"形式允许的过闸流量明显增大。     

汉江杜家台分洪工程超标准分洪中工程安全问题的探讨

本文根据杜家台闸历年运用和超标准分洪情况,探讨了汉江在出现特大洪水需要杜家台闸超标准分洪时,由于闸址河段水面比降、流速、回流范围的剧增,弯道环流对凹岸的淘刷以及鱼咀泡旋水流的加剧和进闸流量、挟沙量的增大,所引起的汉江河道防冲护岸及闸身稳定和洪道冲淤等一系列工程安全的问题.     

外环西河泵闸排涝对苏州河通航的影响

平原地区河网交错,为开发和利用水资源,经常在靠近主干河道的支流口门上修建水闸等建筑物。在实际过程中,如何解决支河水闸排涝时下泄水流对通航河道行船安全影响,是平原地区水闸消能防冲布置优化的重点之一。结合水工模型试验成果,通过调整外环西河泵闸外河海漫段结构、消力池翼墙型式、整流等措施,有效调节过闸水流,消减水能,确保外环西河泵闸工程排涝时苏州河通航安全。     

除险加固水闸的消能防冲措施

基于某除险加固工程水力学模型试验,通过对闸下水流流态、流速分布、特征断面垂向最大平均流速以及冲刷特性的观测,分析了设计方案条件闸下水流流态恶化及冲刷严重的原因,即下游翼墙加固改变了水流的边界条件,导致出闸水流受到边界挤压而主流集中,局部流速增大,冲刷加剧。通过不同消能防冲方案的试验比较,提出了利用分隔墩消除出闸水流集中的现象;分隔墩消除了主流受边界挤压现象,起到了改善闸下水流流态,均化闸下水流流速分布,降低河床最大流速,减轻闸下冲刷的作用,且体型结构简单,易于施工。     

曹娥江大闸闸上河道水流泥沙冲刷数值模拟计算

采用平面二维水流泥沙数学模型对曹娥江大闸建成后闸上河道冲刷情况进行了计算分析.在验证计算的基础上,对上浦闸至河口段的水流冲刷情况和堤防可能的险工险段进行了预测分析,可供有关单位和部门在设计施工过程中参考使用.     

低水头水利枢纽泄水闸闸前冲刷研究

针对低水头水利枢纽坝前附近的冲刷问题,建立了用于研究闸前三元流的泄水闸物理及数学模型,利用动床物理模型观测了闸前冲坑发展过程,然后采用定床物理模型和三维数学模型研究了闸前冲刷初始时刻、中期时刻及稳定时刻的三维流场.结果表明:冲刷初期水流受挡水闸阻水作用,在闸前近壁区水流下潜形成漩涡,闸前呈现复杂的三元流流态,从而造成闸...     

深孔有压隧洞平板闸门小开度闸后水力特性试验研究

闸门小开度运行时，在闸前水头、闸门槽的影响作用下，闸后水流流态较全开时不同，流态较为复杂。通过物理模型试验与理论分析相结合的方法对深孔有压隧洞平板闸门小开度闸后水力特性进行了研究，结果表明：小开度平板闸门后水流容易出现水流射顶等不良流态现象，流态沿程变化可划分为“收缩段、扩散段及破碎段”3个阶段；闸后水流水舌高度与水舌长度均随闸门开度的增加而减小，随流量的增加而增加；时均压强压力峰值与流量同步增减且压力峰值靠后，闸后底板有负压出现，容易产生空化空蚀破坏。因此在实际工程中，需要采取一定的工程措施来改善小开度平板闸门后水流流态，避免闸后出现水流射顶等不良流态现象。研究成果可为深孔平板闸门小开度的运行与防护提供借鉴。     

低水头引水枢纽若干设计参数的选取问题

在进行低水头引水枢纽设计时，必须会遇到决定如引水枢纽畅泄冲沙水位、各闸的单宽流量或闸室净宽、各闸底板高程、各闸之间的相对高差等参数问题。本文通过分析闸前水流及过闸水流的水力学关系，提出了设计参数选取的一般原则及关联关系式。应用这些设计参数选取原则及关联关系式，可以帮助工程设计人员比较迅速的完成低水头引水枢纽的整体布置设计及水力学计算。     

低水头引水枢纽若干设计参数的选取问题

在进行低水头引水枢纽设计时，必然会遇到决定如引水枢纽畅泄冲沙水位、各闸的单宽流量或闸室净宽、各闸底板高程、各闸之间的相对高差等参数问题。本文通过分析闸前水流及过闸水流的水力学关系，提出了设计参数选取的一般原则及关联关系式。应用这些设计参数选取原则及关联关系式，可以帮助工程设计人员比较迅速的完成低水头引水枢纽的整体布置设计及水力学计算。     

低水头引水枢纽若干设计参数的选取问题

在进行低水头引水枢纽设计时，必然会遇到决定如引水枢纽畅泄冲沙水位、各闸的单宽流量或闸室净宽、各闸底板高程、各闸之间的相对高差等参数问题。本文通过分析闸前水流及过闸水流的水力学关系，提出了设计参数选取的一般原则及关联关系式。应用这些设计参数选取原则及关联关系式，可以帮助工程设计人员比较迅速地完成低水头引水枢纽的整体布置设计及水力学计算。     

淮柴闸枢纽过流特性兼通航水流数值模拟研究

结合淮柴闸枢纽工程设计,建立水流三维数学模型,基于CFD数值模拟技术,采用vof两相流与雷诺时均Realizableκ-ε模型,分析了该枢纽水流流动特性。结果表明,在设计水位工况下,其最大横向流速远超过GB50139-2014《内河通航标准》规定的0.3m/s,不满足通航要求;当该闸通航来流流速不超过0.1m/s,最大过闸流量不超过5.5m~3/s时,通航安全能得到保证。采用CFD数值模拟技术模拟水闸及通航建筑物水流运动过程是可行的,可对类似工程优化布局和设计提供一定借鉴和参考。