高水头岸边式溢洪道泄槽段水力特性研究

为了保证高水头溢洪道上泄槽段的水流平顺进入下泄槽段以及下泄槽段减免空蚀破坏,同时提高渥奇曲线段底部的水流空化数和避免负压;在变坡处采用了渥奇曲线和下切直线段相结合,其后接掺气坎的形式。针对下泄槽陡坡段容易出现水翅现象,提出了在两侧墙增设一段与泄槽底板成一定夹角的消翅悬梁,从而有效地抑制了水翅的发展,稳定了泄槽流态,且悬梁发生空蚀破坏的可能较小。该体形布置形式对类似工程有一定的参考价值。     

水力旋流器固液两相流测试研究

采用新型的激光测量仪器—粒子动态分析仪(PDA)对水力旋流器内固液两相流中的固粒速度场及其粒度的分布规律进行了测试,首次获得了旋流器内固粒浓度的实测分布规律;并对涉及到水力旋流器分离机理的固相粒子分离过程、“溢流跑粗”、器壁易受磨损的主要原因等问题作了分析,提出了一些新观点。     

突扩突跌掺气射流对泄洪洞侧墙水力特性的影响

采用VOF和RNGk-ε紊流模型模拟突扩突跌型中闸室出口高速三维掺气射流。突扩掺气射流冲击壁面的反射作用使近壁流动具有强烈的各向异性,反射流向洞顶扩散形成水翅,突扩宽度和闸室出口水流佛汝德数是影响水翅的主要因素。出闸射流碰撞泄洪洞底板后,反射形成侧壁压力中心,其周围具有较大的压力梯度,容易诱发剪切空化。     

瀑布沟水电站截流水力学模型试验研究

通过对瀑布沟水电站的河床截流模型试验研究,比较了不同戗堤方案,获得了截流过程龙口的水流特性,对不同时期(不同来流流量)截流做了详细的预测和分析,为截流工程的实施提供了科学依据。     

水力旋流器湍流场数值模拟

<正> 引言 水力旋流器作为一种简便、易行和高效率的分离、分级和离心沉降设备,已被广泛应用于化工、冶金、石油等众多工业领域中.以往的水力旋流器设计主要是根据大量物理模型试验得出的经验准数方程来求出旋流器的几何结构参数和操作参数.然而,随着水力旋流器应用范围的迅速扩大和人们对其分离(级)性能指标的要求日益提高,传统的按经验或半经验公式进行旋流器设计方法的局限性越来越明显,以及物模试验的耗时费钱,已促使人们开始采用数值模拟的方法,通过对旋流器内部流体运动的深入研究,弄清旋流器的分离机理,以便为提高水力旋流器的分离效率和分级准确度予以理论指导.本文采用了适于水力旋流器液相(水)流场的K-ε湍流数学模型,对水力旋流器内的湍流运动规律进行了数值模拟并根据激光实测结果对部分模型常数进行了修正.     

高拱坝挑跌流泄洪消能水垫塘底板稳定性研究

通过对水垫塘不计止水等作用的２０种组合工况的实验研究,定性地分析了不同地基条件、单宽流量和水垫深度对底板稳定的影响;并对水垫塘的优化设计和防止板失稳破坏等问题进行了探讨。     

低水头、大单宽流量泄洪消能方式研究

对于具有低水头、大单宽流量、低佛氏数、深尾水以及下游水位落差变幅大等特点的泄洪消能问题,其过流特点是:由于闸下跃前水流的佛汝德数较低,消力池内水垫较深,水流下泄后下游水位对闸室水流和消力池内水流流态影响较大。通过水工模型试验研究,提出了采用淹没式宽尾墩消力池联合消能方式。在闸室末端采用宽尾墩后,水舌沿纵向拉伸扩散,消除和抵消了常规的等宽闸墩情况下出现水跃的来回震荡现象,水流经宽尾墩收缩后,以淹没射流形式进入消力池,池内水流具有三维射流特性,消力池内产生横、纵向扩散和剪切、掺混,加强了消能效果,达到了稳定水跃、分散水流、加强紊动剪切和掺混的目的,较好地解决了下游河床的消能防冲问题。     

两河口水电站导流洞进口围堰残梗高程影响截流难度试验研究

为了研究导流洞围堰残梗高程对截流难度的影响,以雅砻江两河口水电站截流为例,对截流流量为550、364m3/s时不同的围堰残梗高程进行对比试验,量测了戗堤龙口和围堰残梗处各项水力特性指标,分析了不同的围堰残梗高程对截流的影响。结果表明,随着围堰残梗高程的增加,龙口水力指标逐渐增加,增大了截流难度;残梗处水流流态由淹没出流转变为自由跌流,且当水流流态为淹没出流时,残梗高程增加,对截流影响不大;水流流态为自由跌流时,残梗高程增加,会显著增加截流合龙难度;截流流量减小时,围堰残梗对截流的影响增大。实际施工过程中,当截流流量为550m3/s,残梗高程为2 604、2 605m时对截流的影响变化不大,考虑到安全、经济、施工工期等因素的影响,建议将围堰残梗高程拆除至2 605m即可。     

三维异形掺气坎体形压力及空化特性研究

采用数值模拟的方法,对明流泄洪洞典型三维异型掺气坎(U型、V型和凸型掺气坎)进行了模拟,分析研究得出,V型坎和凸型坎与U型坎特性相比,压力具有一定的相似性,体形结构具有更好的连续性;不同掺气坎体形的最小压力分布均发生在坎末端,其主要原因是受空腔压力特性的影响,压力出现过渡特性,该区为空化敏感区。采用压力场与变密度方程相结合的紊流数值模拟,给出了三维异型掺气坎的空化发生和发展的范围;受空腔压力特性的影响,空化初生均发生在掺气坎末端,与其压力特性一致,每个掺气坎凹型部位是空化发生的敏感区。     

带有曲线自由水面的阶梯溢流坝面流场的数值模拟

本文利用κ-ε 紊流模型模拟坝面上的复杂紊流流场，并且采用非结构网格来处理复杂的边界形状，对自由水面，引入水-气两相分层流理论中的流体体积分数法（VOF）来迭代求解。通过模拟计算，得到坝面水流的水面线、速度场、压力场等，并与模型试验实测结果进行对比分析，两者吻合较好。