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基于DES模型及VOF方法的泄洪消能结构水流脉动特性分析
1
作者 侯春尧 张洪毅 +5 位作者 胡长浩 刘璐瑶 刘康 谢辉 李永龙 王皓冉 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第18期7770-7777,共8页
强烈的水流脉动是造成消力池等水工结构损伤的重要原因之一,因此明晰水工结构中的水流脉动特性对保障工程安全运行至关重要。基于DES模型及VOF方法建立了亭子口水电站消力池水工模型的精细数值模型,模拟结果与实验结果一致性较好。基于... 强烈的水流脉动是造成消力池等水工结构损伤的重要原因之一,因此明晰水工结构中的水流脉动特性对保障工程安全运行至关重要。基于DES模型及VOF方法建立了亭子口水电站消力池水工模型的精细数值模型,模拟结果与实验结果一致性较好。基于数值模拟结果分析了消力池中压力波动、脉动流速、涡量、以及紊动能的分布变化情况。结果表明消力池中压力波动沿水流方向表现出双峰分布特点,且在水流冲击区脉动量占比超过10%;展向和流向脉动流速在消力池中占主导地位,垂向脉动较弱,在水舌碰撞区域底板中心线处的展向脉动流速迅速减小;底板中心线和表孔中心线上流向和垂向的涡量具有小时均值、大脉动值的特点,跌坎引起的横轴旋涡对展向涡量分布有较大影响。紊动能能谱分析的结果显示消力池中水流脉动主要由大量1Hz以下的低频脉动组成,表明消力池中的紊流波动主要由大尺度和低频的涡流控制。研究结果有助于加深对消力池等泄洪消能结构水流特性的认知,为其设计及安全评估提供了一定参考。 展开更多
关键词 消力池 数值模拟 脉动特性 DES模型 VOF方法
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潮州供水枢纽西溪电站尾水渠改造研究与实施
2
作者 黄智敏 李亮 +2 位作者 李焕姗 付波 陆汉柱 《广东水利水电》 2025年第3期10-14,共5页
潮州供水枢纽西溪电站建成运行以来,双机发电运行一直无法达到额定出力。通过现场检测和水工模型试验,对电站无法正常运行的影响因素进行分析,确定主要原因是其工作水头无法达到设计额定值,并提出了电站上游进水渠和下游尾水渠的改造方... 潮州供水枢纽西溪电站建成运行以来,双机发电运行一直无法达到额定出力。通过现场检测和水工模型试验,对电站无法正常运行的影响因素进行分析,确定主要原因是其工作水头无法达到设计额定值,并提出了电站上游进水渠和下游尾水渠的改造方案。西溪电站下游尾水渠改造后,电站双机运行达到了额定出力,效益较显著,改造经验可供类似工程设计和运行参考。 展开更多
关键词 拦河闸枢纽 电站 水头损失 下游尾水渠 研究 改造
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梯形断面溢流堰泄流能力计算分析
3
作者 黄智敏 黄靖 +2 位作者 叶利娜 陆汉柱 朱文音 《广东水利水电》 2025年第6期1-5,共5页
目前,溢洪道梯形断面(或明渠)溢流堰泄流能力的计算方法尚不够完善和不成熟。文章在不同边坡系数m的梯形断面溢流堰泄流水力模型试验的基础上,提出了梯形断面溢流堰泄流能力的计算方法,该方法将梯形断面溢流堰泄流量分为中间矩形断面区... 目前,溢洪道梯形断面(或明渠)溢流堰泄流能力的计算方法尚不够完善和不成熟。文章在不同边坡系数m的梯形断面溢流堰泄流水力模型试验的基础上,提出了梯形断面溢流堰泄流能力的计算方法,该方法将梯形断面溢流堰泄流量分为中间矩形断面区域泄流量和两岸边坡区域泄流量两部分,各区域泄流量计算方法为:中间矩形断面区域泄流量按常规的溢流堰泄流公式进行计算;两岸边坡区域泄流量计算中,考虑了边坡区域流速和流量系数比中间矩形区域相应值减小的因素,提出了两岸边坡区域流量系数修正系数β与边坡系数m的关系,经修正后的流量系数可应用于两岸边坡区域泄流量计算。研究成果得到了相关工程水力模型试验成果的验证,具有计算较方便和精度较高等特点,可供类似工程设计和运行参考。 展开更多
关键词 梯形断面 溢流堰 泄流能力 流量系数 试验研究
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云南TB水电站泄洪雾化数学模型应用
4
作者 刘昉 王天宇 +2 位作者 张天伟 李志 黄永春 《水科学与工程技术》 2025年第5期12-15,共4页
针对云南TB水电站泄洪雾化影响问题,采用挑流泄洪随机喷溅数学模型,对设计、校核泄洪工况进行雾雨强度预测。结果表明:地形限制了泄洪雾化的横向扩散,雾雨强度等值线集中于两岸边坡;自然风扩大了雾化纵向影响范围,且加剧了泄洪雾化对左... 针对云南TB水电站泄洪雾化影响问题,采用挑流泄洪随机喷溅数学模型,对设计、校核泄洪工况进行雾雨强度预测。结果表明:地形限制了泄洪雾化的横向扩散,雾雨强度等值线集中于两岸边坡;自然风扩大了雾化纵向影响范围,且加剧了泄洪雾化对左岸的影响;浓雾暴雨区影响范围,纵向距坝轴线下103~756m,横向爬升至左岸1698m高程处与右岸1714m高程处,在该范围内的边坡应采取混凝土护坡或喷混凝土护坡,并做好排水设施;右岸进厂交通洞受泄洪雾化影响轻微,岸边公路在泄洪期间应禁止车辆通行。 展开更多
关键词 泄洪雾化 随机喷溅模型 降雨强度 防护措施 云南TB水电站
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非均匀台阶高度对阶梯溢洪道的能量耗散影响研究
5
作者 魏强 《水利技术监督》 2025年第3期96-100,共5页
文章旨在探讨非均匀台阶高度对阶梯溢洪道能量耗散的影响。通过在中等坡度的阶梯溜槽上进行实验,测试了5种台阶构型在不同流量条件下的表现。实验测量了空气-水流动特性,并对流型、能量耗散率和流动阻力进行了比较。结果表明,台阶构型... 文章旨在探讨非均匀台阶高度对阶梯溢洪道能量耗散的影响。通过在中等坡度的阶梯溜槽上进行实验,测试了5种台阶构型在不同流量条件下的表现。实验测量了空气-水流动特性,并对流型、能量耗散率和流动阻力进行了比较。结果表明,台阶构型在能量耗散率方面差异微小,均匀和非均匀台阶高度的能量耗散率大致相同。然而,在较小流量下,非均匀台阶结构可能导致流动不稳定性。研究为非均匀台阶高度的阶梯溢洪道设计提供了实用信息。 展开更多
关键词 阶梯式溢洪道 台阶高度不均匀 能量耗散 空气夹带 物理测量
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大流量挑流与小流量底流相结合的新型消能设施研究
6
作者 刘洁玉 尚渝钧 +1 位作者 徐晓健 张皎 《西北水电》 2025年第5期119-123,131,共6页
现有抽水蓄能电站泄洪导流建筑物流量变幅大,为了解决常规挑流消能设施无法兼顾大小流量消能的问题,基于“大挑流、小底流”的消能原理,研究提出一种新型消能设施,并通过水工模型试验优化其体型。结果表明:大流量工况下,水流经挑坎形成... 现有抽水蓄能电站泄洪导流建筑物流量变幅大,为了解决常规挑流消能设施无法兼顾大小流量消能的问题,基于“大挑流、小底流”的消能原理,研究提出一种新型消能设施,并通过水工模型试验优化其体型。结果表明:大流量工况下,水流经挑坎形成充分扩散的挑流消能;小流量工况下,反弧段内通过壅水形成稳定淹没水跃。试验优化后消能设施挑流水舌的挑距增大23%~40%、底流消能冲深减少59%,冲刷范围小,其设计可为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 小流量 挑流鼻坎 抽水蓄能电站 体型优化
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某水利枢纽工程泄洪冲沙洞动床冲刷试验研究
7
作者 罗昌辉 《吉林水利》 2025年第1期22-26,共5页
针对某水利枢纽泄洪冲沙洞,采用动床模型试验的方法对消能区下游河床冲刷情况进行模拟研究,并根据不同泄洪工况冲刷情况提出优化思路和修改方案。试验结果表明:各工况下对下游河床的冲刷深度及冲坑形状,冲坑最低点均在退水渠轴线上;在... 针对某水利枢纽泄洪冲沙洞,采用动床模型试验的方法对消能区下游河床冲刷情况进行模拟研究,并根据不同泄洪工况冲刷情况提出优化思路和修改方案。试验结果表明:各工况下对下游河床的冲刷深度及冲坑形状,冲坑最低点均在退水渠轴线上;在校核工况下最大冲坑深度可达3.84m,钢筋石笼末端冲坑深度为1.38m。因此,退水渠末端防冲齿墙深度应不小于2m,才可保证退水渠及消力池自身安全。 展开更多
关键词 泄洪冲沙洞 水工模型试验 冲刷深度
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两河口深孔泄洪洞掺气水流水力特性试验研究 被引量：1
8
作者 王继敏 刘宗显 +2 位作者 杜成波 马斌 张子良 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第4期103-111,共9页
基于两河口泄洪洞进行机理试验,研究了在不同过流条件下3种掺气坎的水流流态、动水压强、通气空腔、风速及水体掺气浓度的变化规律,分析了现有空腔长度、气水比及含水比计算公式对本工程试验的适用性,为后续工程开展及本领域研究提供基... 基于两河口泄洪洞进行机理试验,研究了在不同过流条件下3种掺气坎的水流流态、动水压强、通气空腔、风速及水体掺气浓度的变化规律,分析了现有空腔长度、气水比及含水比计算公式对本工程试验的适用性,为后续工程开展及本领域研究提供基础。研究结果表明:泄洪流量越大,水流掺气现象越明显,时均压强与脉动压强均方根峰值越大,气水比、空腔负压、空腔长度等水力参数越大。在相同流量下,掺气浓度沿程逐渐增大,且垂向掺气浓度分布依次出现“C”形、“S”形及“一”字分布规律;在同断面不同流量下,掺气浓度随着流量的增大而增大,且垂向掺气浓度分布依次出现“一”字、“S”形及“C”形分布规律。通过对现有计算公式的分析和探讨,认为时启燧空腔长度计算公式、陈肇和气水比计算公式及Hall含水比计算公式对本工程适用性最好。 展开更多
关键词 深孔泄洪洞 空腔长度 含水比 掺气浓度 气水比
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X型宽尾墩联合跌坎消力池消能工的水力特性研究 被引量：1
9
作者 杨思远 田中耀 +2 位作者 金靖林 刁明军 杨克君 《西南民族大学学报(自然科学版)》 2025年第3期332-337,共6页
X型宽尾墩和跌坎消力池的联合消能工是一种优势体型组合,其消力池水力特性比起单种消能工更为复杂,研究该种联合消能工下的水力特性及其空间分布对于实际大坝工程设计和体型优选具有参考意义.模型试验对从小到大六种工况下,溢洪道反弧... X型宽尾墩和跌坎消力池的联合消能工是一种优势体型组合,其消力池水力特性比起单种消能工更为复杂,研究该种联合消能工下的水力特性及其空间分布对于实际大坝工程设计和体型优选具有参考意义.模型试验对从小到大六种工况下,溢洪道反弧段末端及消力池内的临底流速、水面线和时均压强进行观测,在消能工中轴线和消力池边墙中间观测四列测点以探究其水力特性的空间分布特点.试验发现纵向上:水面线总体变化趋势是逐渐升高,临底流速在溢流堰反弧段流速大,在消力池流速逐渐减小,大流量工况下溢流堰反弧段末端时压强较大.反弧段冲击压强大,流速大,应当做好防护补强措施.而在横向上:反弧段和消力池前端处溢流堰边孔和边墙水力特性参数较大,中轴线处较小. 展开更多
关键词 X型宽尾墩 跌坎 消力池 水面线 临底流速 时均压强
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小底坡长泄洪洞掺气坎体型优化分析
10
作者 覃月 王志刚 +2 位作者 李玲 陈永灿 刘昭伟 《水力发电学报》 北大核心 2025年第1期124-134,共11页
掺气坎是防止高速水流泄水建筑物发生空蚀破坏的重要结构,然而,在低Fr数流动及小底坡条件下易发生空腔回水阻塞通气孔的现象,影响掺气效果,为此,考虑在掺气坎下游设置阻流坡以抑制回溯水流的不利影响。通过理论分析和1:25模型试验,建立... 掺气坎是防止高速水流泄水建筑物发生空蚀破坏的重要结构,然而,在低Fr数流动及小底坡条件下易发生空腔回水阻塞通气孔的现象,影响掺气效果,为此,考虑在掺气坎下游设置阻流坡以抑制回溯水流的不利影响。通过理论分析和1:25模型试验,建立了含阻流坡的空腔积水力学模型,研究了阻流坡对小底坡长泄洪洞掺气坎空腔积水情况的影响。研究表明:阻流坡主要通过改变射流冲击角θ_(2)大小来影响空腔积水情况;对于小底坡泄洪洞,根据阻流坡角度变化对积水域的影响,可将对应空腔状态分为回流满溢段、阻水优化段、净空腔段3个阶段;在试验工况中,综合考虑阻流效果和掺气效果,最佳坡角在阻水优化段出现(21%<γ_(r)<41%),此时射流下方形成稳定空腔且水气接触较为充分。本研究可为低Fr数流动下小底坡泄洪洞的掺气坎体型优化提供技术参考。 展开更多
关键词 掺气坎 小底坡 阻流坡 空腔积水 低Fr数
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导流坎对大流量旋流竖井水力特性的影响研究
11
作者 成伟 何小泷 +1 位作者 刘要来 张建民 《水电能源科学》 北大核心 2025年第10期70-74,共5页
旋流竖井在高水头大流量条件下运行时,涡室旋流与引渠来流剧烈碰撞,严重影响水流平稳顺利起旋。对此,通过物理模型试验初步确定了导流坎设计优化原则,并利用数值模拟方法进一步探究不同流量下设置导流坎对旋流竖井流态、压强、流速及空... 旋流竖井在高水头大流量条件下运行时,涡室旋流与引渠来流剧烈碰撞,严重影响水流平稳顺利起旋。对此,通过物理模型试验初步确定了导流坎设计优化原则,并利用数值模拟方法进一步探究不同流量下设置导流坎对旋流竖井流态、压强、流速及空化等水力特性的影响。结果表明,高水头大流量条件下,在上涡室增设导流坎能够有效避免旋流与引渠来流在涡室进口剧烈碰撞,保证水流平稳进入涡室起旋;上涡室进口水深不同流量下降低了48%~54%,引渠与涡室水流衔接平顺;下涡室通气孔掺气速率增加了1.3~1.9倍,竖井段边壁最小水流空化数增大了29%~38%。因此,设置导流坎可提高旋流竖井的泄洪能力,设置导流坎后可适当减小涡室直径以节省工程投资。 展开更多
关键词 导流坎 大流量 旋流竖井 水力特性 数值模拟
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基于稳态-瞬态计算相结合的弧形闸门泄流三维数值模拟 被引量：1
12
作者 吴兵兵 李小超 周熙 《科技创新与应用》 2025年第1期56-61,共6页
探讨弧形闸门泄流三维流场数值模拟方法,分析弧形闸门泄流三维流场和流体压力变化特性,把握引起闸门破坏的水流动力原因。借助SolidWorks软件和COMSOL多物理场仿真系统建立弧形闸门泄流三维湍流流场数值模型,采用稳态计算和瞬态计算相... 探讨弧形闸门泄流三维流场数值模拟方法,分析弧形闸门泄流三维流场和流体压力变化特性,把握引起闸门破坏的水流动力原因。借助SolidWorks软件和COMSOL多物理场仿真系统建立弧形闸门泄流三维湍流流场数值模型,采用稳态计算和瞬态计算相结合的方法进行求解计算。计算结果表明,初始泄流阶段作用在闸门面板上水流压力表现出一个较大的冲击压力,该冲击压力在以往的研究中被忽略;稳定泄流阶段的水流脉动压力与门后周期性的旋涡脱落有关,压力的脉动频率与旋涡脱落频率一致,旋涡的长度较长,使得旋涡脱落频率较低,因而水流脉动压力表现出低频特征。与直接瞬态计算结果相比,稳态-瞬态结合计算得到的脉动压力计算结果与物理模型实验的接近程度有4%~10%的提高。稳态计算的引入能够更好地确定入口速度边界,计算精度的提高主要体现在水流脉动压力的计算。建议在涉及水流脉动压力的工程问题的数值研究中采用稳态-瞬态计算相结合的方法进行。 展开更多
关键词 弧形闸门 三维流场 脉动压力 冲击压力 稳态-瞬态
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间歇性泄洪对鱼类躲避TDG过饱和胁迫空间的影响研究
13
作者 王莉 唐琦 +2 位作者 冀前锋 梁瑞峰 李克锋 《水电能源科学》 北大核心 2025年第2期78-83,共6页
高坝泄洪造成的总溶解气体(TDG)过饱和威胁河道生态安全,目前尚无较好的解决方法。因此,采用平面二维数值模型,针对日调节水库运行特征,研究了不同间歇性泄洪工况下的TDG饱和度分布。结合鱼类对TDG饱和度的耐受能力,分析了间歇性泄洪工... 高坝泄洪造成的总溶解气体(TDG)过饱和威胁河道生态安全,目前尚无较好的解决方法。因此,采用平面二维数值模型,针对日调节水库运行特征,研究了不同间歇性泄洪工况下的TDG饱和度分布。结合鱼类对TDG饱和度的耐受能力,分析了间歇性泄洪工况下可供鱼类躲避区域面积的变化规律。结果表明,在等时段间歇性泄洪模式下,随着间歇时间增加,鱼类可躲避区域面积平均值逐渐增加,但可躲避区域面积最小值随间歇时间增加先减小后增大;在不等时段间歇性泄洪模式下,提高间歇时间与泄洪时间之比将增加鱼类可躲避区域面积,降低可躲避区域面积最小值。研究结果可为高坝工程制定生态调度提供方法参考,对维护河流生态安全具有一定的生态意义。 展开更多
关键词 调度方案 数值模拟 TDG过饱和 可躲避区域 间歇性泄洪
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顺直型与弯曲型联合消能多级消力池水力特性研究
14
作者 王一帆 杨磊 +1 位作者 向金虎 康亚亭 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第3期113-118,共6页
在地形地质等条件限制下,多级消力池往往由于水流衔接不畅导致下游的流态与消能效果较差。基于河北省青山水库溢流表孔及泄洪底孔消能防冲设计,采用数值模拟与模型试验相结合的方法,对一级消力池与二级消力池不同体型参数下池内特征水... 在地形地质等条件限制下,多级消力池往往由于水流衔接不畅导致下游的流态与消能效果较差。基于河北省青山水库溢流表孔及泄洪底孔消能防冲设计,采用数值模拟与模型试验相结合的方法,对一级消力池与二级消力池不同体型参数下池内特征水力参数的变化规律进行了研究。结果表明:当一级消力池池长满足稳定水跃发生条件后,继续增大池长对消能率的影响较小;尾坎高度(即池深)的降低导致收缩断面弗氏数逐渐增大,表孔侧与底孔侧一级消力池消能率随着坎高降低呈先增大再减小的变化规律;二级消力池直线段长度增大导致水跃位置下移,弯曲段轴线角度适度增大有利于提高消能率,但角度过大时消能率降低;在此基础上推荐了一级消力池与二级消力池联合消能的组合体型,并进行了数值模拟与模型试验研究。结果表明:延长一级池内的导墙可以显著改善二级池流态,各级消力池内跃前断面弗氏数均超过4.50,发生的水跃属于稳定水跃;综合消能率达到70.12%,较初设方案有明显提升。研究成果可为类似工程设计参考。 展开更多
关键词 多级消力池 联合消能 模型试验 数值模拟
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EP水电站溢洪道冲刷破坏机理及治理方案研究 被引量：1
15
作者 黄维 杨彦龙 熊泽斌 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第S1期417-421,共5页
EP水电站溢洪道泄槽末段及鼻坎段左侧底板泄洪时被冲毁,对大坝运行安全造成威胁。水工模型试验及现场检查检测揭示溢洪道泄槽底板水毁的主要原因有:掺气坎位置设计不合理导致泄槽底板脉动压力大,掺气效果差;挑流鼻坎体型不合理,水流归... EP水电站溢洪道泄槽末段及鼻坎段左侧底板泄洪时被冲毁,对大坝运行安全造成威胁。水工模型试验及现场检查检测揭示溢洪道泄槽底板水毁的主要原因有:掺气坎位置设计不合理导致泄槽底板脉动压力大,掺气效果差;挑流鼻坎体型不合理,水流归槽不顺造成下游河道回流强度较大;溢洪道泄槽底板平整度差,止水失效,混凝土质量存在缺陷。为彻底消除溢洪道泄洪安全隐患,提出了优化掺气设施布置,鼻坎调整为大挑角差动鼻坎,拆除重建溢洪道泄槽底板等工程治理措施,原型观测试验表明治理效果较好,可为其他溢洪道水毁隐患治理提供参考。 展开更多
关键词 EP水电站 溢洪道 冲刷破坏 掺气坎 挑流鼻坎
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引水隧洞内高弗氏数衔接池消波措施研究
16
作者 李民康 刘圣凡 +2 位作者 胡晗 周嘉伟 刘熙 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第4期39-44,共6页
在1∶15引水隧洞水工单体模型上,针对某大型引水工程洞内衔接池在部分高弗氏数水流条件下存在跃后波浪大、长距离明流洞洞顶余幅不够等问题,研究了5种跃后消波方案。结果表明:单层压板式消波方案较难适应运行水头或流量变幅大的工程;垂... 在1∶15引水隧洞水工单体模型上,针对某大型引水工程洞内衔接池在部分高弗氏数水流条件下存在跃后波浪大、长距离明流洞洞顶余幅不够等问题,研究了5种跃后消波方案。结果表明:单层压板式消波方案较难适应运行水头或流量变幅大的工程;垂直平齐均匀排布消波方案阻水较明显,其跃首前移和池内水面升高也相对较大;采用分层布置、各层有适当错距的消波梁方案,明流洞内消波效果较好。在此基础上提出的两级消波梁方案,明流洞内的最大波幅降低约66.7%,满足了长距离明流输水隧洞对洞顶余幅的要求。 展开更多
关键词 引调水工程 洞内衔接池 消波梁 高速水流 模型试验
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不均匀台阶式溢洪道消能特性研究 被引量：1
17
作者 武英豪 张瑞海 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第8期191-195,共5页
为明确步长的不均匀布置对台阶式溢洪道消能特性的影响,采用计算流体力学的方法对台阶式溢洪道上的水汽二相流进行数值模拟,包括凹形、凸形、随机形和半均匀形台阶方案。结果表明,与常规均匀台阶式溢洪道相比,凹形、凸形台阶方案消能率... 为明确步长的不均匀布置对台阶式溢洪道消能特性的影响,采用计算流体力学的方法对台阶式溢洪道上的水汽二相流进行数值模拟,包括凹形、凸形、随机形和半均匀形台阶方案。结果表明,与常规均匀台阶式溢洪道相比,凹形、凸形台阶方案消能率有所降低,降幅分别为5.3%和16.1%,随机形台阶方案消能率无明显变化,但步长相差较大的短台阶后接长台阶上方的涡流区之间会发生碰撞,并连通为一个大型回旋涡流区,耗散更多的水体能量。以此为设计初衷,采用短、长台阶交替前进的方式构建了半均匀形台阶方案,其内部每一组台阶上方均形成了连通的回旋涡流区,消能率大幅提高,最大可提高11.6%。 展开更多
关键词 台阶式溢洪道 台阶步长 半均匀形台阶 回旋涡流 消能率
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对称三角薄壁折线堰的泄流能力研究
18
作者 易晨立 杨校礼 +2 位作者 吴凯 方陈卓 袁辰扬 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期66-72,共7页
近年来由于工程实际的需要,各种型式的折线堰在水利工程中的应用逐渐增多。在众多折线堰型中,三角形折线堰最为基础又研究较少,因此本文以平面上的对称三角形薄壁折线堰这一基本堰型为例,在因次分析的基础上,结合物理模型试验分析了凹... 近年来由于工程实际的需要,各种型式的折线堰在水利工程中的应用逐渐增多。在众多折线堰型中,三角形折线堰最为基础又研究较少,因此本文以平面上的对称三角形薄壁折线堰这一基本堰型为例,在因次分析的基础上,结合物理模型试验分析了凹型和凸型两种典型堰型流态特征与过堰水流泄流影响机理,重点研究了关键参数堰轴夹角和相对溢流前缘宽度对泄流能力的影响。研究结果表明,两类典型折线堰的过堰水流呈现出不同的特殊流态,导致其对泄流能力的影响也不尽相同。本文寻求了所研究关键参数之间的相关性,并发现在河谷宽度一定条件下,堰轴夹角θ=π3有较好泄流效果。 展开更多
关键词 薄壁折线堰 泄流能力 因次分析 堰轴夹角 相对溢流前缘宽度
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岷江流域齐口裂腹鱼产卵场水力微生境修复研究
19
作者 刘明洋 《生态学报》 北大核心 2025年第16期7951-7969,共19页
岷江流域梯级引水式水电站的连续开发,给闸后减水河段鱼类繁殖关键期的水生生态造成严重影响。以齐口裂腹鱼为研究对象,基于其分布所在的天然产卵场断面调查统计后建立一概化河道,采用水深平均二维水动力学模型对概化河道齐口裂腹产卵... 岷江流域梯级引水式水电站的连续开发,给闸后减水河段鱼类繁殖关键期的水生生态造成严重影响。以齐口裂腹鱼为研究对象,基于其分布所在的天然产卵场断面调查统计后建立一概化河道,采用水深平均二维水动力学模型对概化河道齐口裂腹产卵场丁坝修复河段的水力生境进行模拟,借助改进的Vague集评估修复效果,研究丁坝对齐口裂腹鱼产卵场微生境相似度的影响规律;通过量纲分析法探索齐口裂腹鱼产卵场微生境适宜面积、相似度分别与丁坝长度、河宽、丁坝间距、流速、水深和流量之间内在联系,从而构建产卵场微生境适宜面积、微生境相似度与丁坝布置之间的响应关系及丁坝修复齐口裂腹鱼产卵场的经验模型,并利用丁坝在岷江流域姜射坝下游牟托镇河段的数值模拟结果对经验模型对比验证及修正。结果表明:概化河道修建丁坝后,坝上下游的水深与流速此消彼涨,不同流量及阻水率工况下丁坝作用域不同;在流量较大而阻水率较小时,产卵场修复效果相对较好;牟托镇河段的数值模拟结果对比验证显示,模拟结果与经验模型吻合度相对较高。研究成果可为工程设计修复岷江流域齐口裂腹鱼产卵场提供理论支撑,对维系流域水生生物多样性具有指导价值,为同类型鱼类栖息地水力生境修复提供科学参考,实现河川开发与保护双赢局面。 展开更多
关键词 齐口裂腹鱼 产卵场 丁坝 微生境适宜面积 微生境相似度
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基于机器学习的总溶解气体预测模型构建与评估 被引量：1
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作者 杨玲 杨慧霞 +2 位作者 王云云 姚云波 王顺 《湖泊科学》 北大核心 2025年第2期508-516,共9页
随着梯级水库的持续开发,大坝泄流产生的过饱和总溶解气体在河道内难以消散,这将导致鱼类患气泡病甚至死亡,因此开发大坝下游总溶解气体预测模型对保护生物多样性具有重要意义。本文收集美国哥伦比亚河上3个大坝监测站点的日监测数据(... 随着梯级水库的持续开发,大坝泄流产生的过饱和总溶解气体在河道内难以消散,这将导致鱼类患气泡病甚至死亡,因此开发大坝下游总溶解气体预测模型对保护生物多样性具有重要意义。本文收集美国哥伦比亚河上3个大坝监测站点的日监测数据(水温、气压、流量、大坝溢流以及总溶解气体饱和度),在此基础上利用BP神经网络、随机森林以及提升树3种机器学习算法预测总溶解气体饱和度,并对3种算法的预测性能进行评价和对比。研究发现,随着具有显著性相关性的输入变量个数增加,各模型预测性能呈上升趋势,且不同模型受输入因子的影响不同。在最佳输入变量方案下,随机森林(平均绝对误差(MAE)=1.273%,均方根误差(RMSE)=1.775%,R^(2)=0.952)和提升树(MAE=1.268%,RMSE=1.622%,R^(2)=0.960)的预测性能最佳。在模型验证阶段,提升树模型可以将预测值与实测值的平均相对误差控制在2.4%以内。本研究所构建的模型能够快速准确地预测大坝泄流期间下游河道内总溶解气体饱和度,有助于提前评估过饱和风险,及时调整排放调度方案,对于局部鱼类保护区提前采取防护措施,从而减少总溶解气体对水生生态的影响。研究结果可为深入开展基于机器学习的总溶解气体预测模型提供一定的参考价值。 展开更多
关键词 总溶解气体过饱和 机器学习 预测 梯级水库
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