高水头泄水建筑物掺气坎体型研究

对具有高水头、大单宽流量的泄洪建筑物,工程中通常采用强迫掺气减蚀措施防止壁面发生空蚀破坏。本文主要通过物理模型试验研究方法,对高水头龙抬头明流泄洪洞反弧段下游底板和侧墙掺气减蚀进行了研究,提出了一种底部突跌凸型坎和侧墙加贴角联合掺气的新型掺气坎,解决了洞顶余幅、底空腔内回水和突缩引起掺气坎后形成水翅之间的问题。采用这种新型的掺气坎体型后,底空腔内没有回水,同时消除了反弧段后侧墙出现的清水区;侧空腔畅通并直接和底空腔相连,对侧墙和底板都起到了很好的保护。该体型对类似工程的设计及修复具有一定参考价值。     

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。     

射流冲击下水垫塘底板失稳的模糊随机分析

本文从水垫塘底板失稳过程的形态和机理出发，采用模糊随机概率的分析方法对水垫塘底板的稳定性进行了分析讨论。计算分析结果表明，由于考虑了底板失稳过程的渐变过渡特性，采用模糊随机概率分析法比常规的失稳概率方法更全面、合理。     

气-雾超音速两相流过渡段内速度滑移和相间动量传递

Modelling and simulations are conducted on velocity slip and interfacial momentum transfer for supersonic two-phase (gas-droplet) flow in the transient section inside and outside a Laval jet(LJ). The initial velocity slip between gas and droplets causes an interfacial momentum transfer flux as high as (2.0-5.0) XXXXXx 104 Pa. The relaxation time corresponding to this transient process is in the range of 0.015-0.090ms for the two-phase flow formed inside the LJ and less than 0.5ms outside the LJ. It demonstrates the unique performance of this system for application to fast chemical reactions using electrically active media with a lifetime in the order of 1 ms. Through the simulations of the transient processes with initial Mach number Mg from 2.783 to 4.194 at different axial positions inside the LJ, it is found that Mg has the strongest effect on the process. The momentum flux increases as the Mach number decreases. Due to compression by the shock wave at the end of the LJ, the flow pattern becomes two d     

水垫塘底板缝隙中脉动压力传播特性

高坎下游泄洪常常采用水垫塘消能,挑跌水流可能对塘底产生巨大的冲击,如果底板止水破坏,冲击压力在缝隙中形成强烈的脉动压力是底板失稳破坏的重要因素。利用瞬变流理论,揭示了底板缝中脉动压力形成条件和传播特性,为进上步研究底板失稳破坏打下了基础。     

常用量水槽的计算理论与试验研究

介绍了国内常用的长喉道量水槽和无喉道量水槽的结构特点、适用范围和各自的优缺点,分别给出了流量的计算原理,最后通过试验验证了它们的实用性,并且对试验中所遇到的问题提出了相应的解决措施。     

深覆盖层河流土石过水围堰体型研究

在深覆盖层河流上采用土石过水围堰度汛方案存在一定风险,但采用合理围堰体型和过流保护措施,能够实现围堰安全度汛。以猴子岩电站土石过水围堰体型为研究对象,通过模型试验,分别对单梯型围堰和面流消能型围堰进行了研究。试验结果表明,对于深覆盖层河流,围堰堰脚的防护尤为重要,采用面流消能型围堰过流效果优于单梯型围堰。     

高水头泄水建筑物侧墙突扩侧空腔水力特性研究

在前期研究的基础上,对高水头明流泄水建筑采用侧墙突扩和底部突跌联合掺气掺气形式时,侧空腔的影响因素和规律进行了试验研究.根据试验结果分析得出:水流经过掺气坎后,在侧墙上的落水位置主要取决于水舌的横向扩散能力和底部的压力分布,底板上的冲击压力对水舌的横向扩散能力有显著影响,冲击压力是影响侧空腔形成的内因.对侧墙突扩掺气坎形式而言,影响侧空腔长度的主要因素有跌坎高度、突扩宽度和来流佛氏数.     

数字PIV技术在圆柱振荡流中的应用

用数字粒子成像测速仪(DPIV)对圆柱体在静水中作正弦运动而产生的振荡流场进行了实测研究.通过相位锁定技术和互相关分析法,分别获得了圆柱体在一个运动周期中8个不同相位的流场速度矢量及涡量强度等值线分布.实测表明,当KC＝12,β＝200时,圆柱振荡流中将存在一个有明显周期性且很规则的斜向涡街.该涡街主要由一股较强的二次流及其两侧的非对称的涡对构成,涡街与圆柱体振动方向约成±45°夹角.文中还分析和讨论了斜向涡街的形成机理.     

V型掺气坎在龙抬头式泄洪洞中的应用

本文通过试验研究,从掺气坎后空腔区的三维形态考虑,提出了一种新型V型槽式掺气坎(简称V型坎),其主要特点是:坎后射流水舌的流速、挑角和高程沿中心向两侧保持连续变化,其水舌落水点范围即空腔长度成为一连续变化的曲线,且沿曲线水流流速亦呈连续变化,很好地减弱或消除了龙抬头式泄洪洞掺气坎后水流落水处产生的回水.在V型坎出口断面处,水流的三维扩散充分,水舌与空腔的接触面明显增大,对底空腔长度、通气量等掺气特性指标都有明显改善.