组合式洞塞消能工的数值计算

为了提高洞塞内的最小压强,扩大洞塞式消能工的应用范围,提出了一种新型的内流式消能工———组合式洞塞消能工,并用k ε模型计算了组合式洞塞消能工的水力参数.计算结果表明,与洞塞式消能工相比,组合式洞塞消能工能显著提高洞塞内的最小压强和水流空化数,并且不会明显降低消能率.     

多级跌水消能的消能工计算与试验研究

在某工程对原设计消能工进行水工模型试验的过程中,多级跌水消能的跌落水舌长度由公式计算的长度,与试验实测的长度有偏差,导致各级消力池的水跃淹没度均偏大,使消能作用减弱,在试验中对各级消力池尾槛进行优化,改善了各级消能工的消能效果。     

洞塞消能的数值模拟

应用标准k-ε双方程模型对洞塞消能工进行了数值模拟计算。数模的结果与试验结果和经验公式计算的结果很相近，误差小于5%。这说明应用标准k-ε双方程模型计算洞塞消能是可行的。在验证的基础上，用数模对洞塞消能工的布置进行了优化，并给出了各级洞塞布置的最短距离。     

差动消能工在公伯峡水电站中的应用

文章介绍了差动消能工在已建工程中的应用情况及在公伯峡水电站水工整体模型试验中的应用情况，说明差动消能工具有良好的消能防冲功能。     

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。     

综合式消能工的水力特性及工程应用

经过水工模型试验研究提出一种结构简单、消能充分、施工方便的综合式消能工——分流墩＋消力墩＋消力池。该消能工注意了各单体消能形式间的紧密配合，充分发挥各单体消能形式的群体效应，解决了某工程所出现的消能不充分及水漫边墙问题。特别是在已建和改建工程中应用，该消能工将会收到事半功倍的效果。     

收缩式洞塞泄洪洞的消能和空化特性

摘要：本文结合某大型水电工程,采用试验和数值模拟相结合的方法,研究了收缩式洞塞泄洪洞的消能特性和空 化特性。常压模型试验表明,通过设置两级洞塞及其他附属设施,整个泄洪洞总消能率超过了67.3%,两级洞塞 的总消能率达到36.0 %,洞塞的消能效果十分显著。减压实验表明,通过对洞塞体型的精细优化,泄洪洞有压段 可以避免发生空化,洞塞本身具备一定的抗空化能力。通过数值模拟,揭示了泄洪洞有压段的流速场、压力场特 性,直观地表明洞塞的突缩突扩作用形成了大体积的水流紊动,从而达到消能的目的。     

收缩式洞塞泄洪洞的消能和空化特性

本文结合某大型水电工程，采用试验和数值模拟相结合的方法，研究了洞塞泄洪洞的消能特性和空化特性。常压试验表明，通过设置两级洞塞及其他附属设施，整个泄洪洞总消能率超过了67.3%，两级洞塞的消能率达到36.0 %，洞塞的消能效果十分显著；减压实验表明，通过对洞塞体型的精细优化，泄洪洞有压段可以避免发生空化，洞塞本身具备一定的抗空化能力；通过数值模拟，揭示了泄洪洞有压段的流速场、压力场特性，直观地表明洞塞的突缩突扩作用形成了大体积的水流紊动，从而达到消能的目的。本文提出的洞塞体型及布置形式可供类似工程参考。     

古尝水利枢纽泄洪消能工试验研究

本文就古尝水利枢纽侧槽溢洪道挑流水舌冲砸右岸及对下游严重冲刷进行了试验研究，经反复试验探索，提出一种能够有效解决这些问题的消能工。     

齿墩数量对齿墩式内消能工消能率影响试验

针对洞塞式消能工对消能体型的过流能力有较大影响的缺点,为尽可能减小其影响,进行了齿墩式内消能工物理模型试验,设计了面积收缩比为0.375条件下不同齿墩数量的3种方案来试验分析齿墩式内消能工过流能力、局部水头损失系数、消能效果、脉动压强特性及脉动流速特性。试验结果表明:齿墩数量对齿墩式内消能工的消能效果起着一定的作用,在试验范围内,随着齿墩数量的增加,过流能力增强,局部水头损失系数减小,消能率降低;紊动强度在距齿墩段进口1.5D(D为管道内径)处达到最大,7D后趋于平稳;脉动压强在距齿墩段进口1.3D~1.6D达到最大,然后急剧衰减,在距进口5.6D处趋于平稳。     

电厂冷却排水系统压力消能工水流特性及消能效果的试验研究

利用大亚湾水域水体作为冷却水源的核电厂,其排水系统采用传统的水跃消能形式,受水质影响,产生大量的泡沫和盐雾,不利于当地环境。从岭澳电厂冷却排水系统的工程实际出发,在满足虹吸井最低水位要求的前提下,提出了压力主流道和明流相结合的过流方式。压力主流道设置一种新型压力消能工进行消能,有效地消除了盐雾和泡沫。通过模型试验,分析了在相同流量和下游水位情况下压力消能工形式和尺寸对过流能力、压力分布和消能率的影响,对结构布置进行了优化;针对压力消能工的优化方案,在不同流量和下游水位组合工况下,进行了水力特性的试验研究。研究结果表明,这种压力消能方式在防止泡沫产生的同时消能率可达到65%左右,是一种有效的新型消能型式。研究成果对类似工程有较高的参考价值。     

Y型窄缝消能工三维水力特性数值模拟——以斯木塔斯水电站工程为例

为了解Y型窄缝消能工的水力特性,以国内在建斯木塔斯水电站工程为原型,采用标准k~ε双方程湍流模型,引入VOF模型求解自由水面的方法,对斯木塔斯泄洪洞Y型窄缝消能工进行了三维数值模拟,得到了出口明槽段水面线、射流形态、不同高程水舌形态、左右侧墙及底板压强等水力特性值,并与物理模型试验值进行了比较。结果表明,数值模拟的精度较高,能够详实地反映Y形窄缝消能工水流内部的情况,可为Y型窄缝消能工的选型提供依据。     

"戽底设窄缝混合消能"在桥巩水电站低坝的应用

收缩式消能工与挑流、底流、戽流相联合的消能方式，在高坝上已获得广泛应用，最近将其应用到中坝上，也取得良好效果。红水河桥巩水电站低坝，作了把收缩式消能工用在低坝戽式消力池里进行混合消能的尝试．水工模型验证结果表明，同样取得显著的消能效果，还使消力戽具有自我清理推移质的能力。     

消能工在白杨河水库的联合应用

针对白杨河水库枢纽工程原设计方案消力池尺寸不足,下游护坦流态不良、冲刷严重的问题,进行了四种不同修改方案的试验研究。通过对原方案及修改方案水流流态的观察,水深、流速、消能率等方面的测量计算,推荐采用“阶梯式溢洪道＋消力墩”的联合消能方案。试验表明,阶梯式消能工可以消除水流的大部分能量,减小消力池及下游护坦的消能负荷。将...     

高水头旋流阻塞复合内消能工水力特性研究

旋流阻塞复合内消能工是适用于高坝泄洪消能的一种新型消能工,为了分析其在超高作用水头下的泄洪消能适用情况,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,对200 m作用水头条件下该消能工的水力特性进行了研究。结果表明：泄流量为1 547 m³/s,略大于设计值,满足泄流要求;洞内形成了稳定的空腔旋流,旋流洞段空腔直径约6~7 m,旋流角约60°,壁面压强约110×9.8 kPa,最大点流速约45 m/s;起旋器与旋流洞段为0.050~0.274 Hz的低频脉动,且水流空化数均大于1.2,运行安全;阻塞扩散段末端最小瞬时负压为-3.81×9.8 kPa,且水流空化数较小,但水流掺气率较高,有利于减免发生空蚀;阻塞扩散段末脉动优势频率为46.99 Hz;总消能率达82.1%,消能率高。研究成果可为该复合消能工在高水头下的泄洪消能应用提供参考。     

黄河下游高村-陶城铺河段边界阻力能耗与河床稳定性分析

从河床边界阻力能耗角度研究河床形态调整规律,引入河床稳定性指标,探讨与边界阻力能耗率的相关性。以黄河下游高村至陶城铺河段为研究区域,采用实测资料、理论解析与数值模拟相结合方法,基于不同年份河道地形,计算出不同流量条件下的水力要素与边界阻力能耗率,分析河床形态调整过程及边界阻力能耗率响应,讨论了边界阻力能耗率与河床稳定性关系。结果表明:边界阻力能耗率沿程均值和波动强度随着流量增大而增大;阻力能耗率随着过水面积或宽深比呈先减小后增大趋势,且与河床稳定指标呈正相关关系,但能耗率趋近最小值时,河床也可能发生下限失稳。通过优化河床断面形态,维持河床稳定情况下寻求边界阻力能耗率最小,能够提高河槽的输水输沙能力。     

跌坎型底流消能工跌坎深度在工程优化设计中的应用

以某工程导流泄洪隧洞底流消能工为试验研究对象,原方案试验中,在闸门半开工况下,下泄水流出现脱离泄槽底板现象,不利于下泄水流的消能,经研究,改变压坡段底板坡度,同时将泄槽的两个坡段改成一个坡段;原方案底流消能工消力池内均发生远驱式水跃,消能效果差,通过研究采用以最大临底流速为控制目标的最小跌坎深度计算公式,确定消力池底板高程。经两次优化试验后,消除了闸后水流脱离泄槽底板的现象,下泄水流流态稳定,消力池内形成稳定的淹没水跃消能,出池水流与下游水流衔接较好,消力池内临底流速和时均动水压强均明显降低,消能效果好。     

松花江干流水质模型在流域水资源保护管理中的应用

在讨论松花江流域水资源保护管理工作的基础上,运用降雨径流模型、水动力学模型、污染物传输扩散模型耦合的松花江干流水质模型,并以2005年水污染事件数据进行验证。结果表明:模型能够准确地模拟流域水量、水质变化,模拟值准确率较高。随后进行了水功能区管理、入河排污口监督管理、日常水质模拟等水资源保护管理中的应用研究。计算结果表明:分别实施污染物排放量削减10%的方案及大中城市污水处理率不低于70%的方案后,全年河流水质污染物平均值较之前将分别下降0.16和1.53mg/L,下降比例分别为2.8%和27.3%。如距雅鲁河河口45.4km处需建入河排污口,则其排放应达到国家综合排放二级标准;库容6.08亿m3的哈达山水利枢纽建成后,在流量减少66m3/s的情况下,对第二松花江丰满坝下至库末段、库区下游河道水质进行模拟预测,结果满足水质目标要求。