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基于监测数据的溢流坝泄流能力计算与验证
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作者 周文渊 方林 《水利技术监督》 2025年第7期38-40,108,共4页
溢流坝的泄流能力计算是其水力计算的主要任务之一,流量系数是溢流坝泄流能力计算的一个重要参数。文章基于某实用堰型溢流坝历年监测数据,分析了泄流能力和流量系数的变化特征,提出了一种预测泄流能力的方法,并进行了验证。结果表明:(1... 溢流坝的泄流能力计算是其水力计算的主要任务之一,流量系数是溢流坝泄流能力计算的一个重要参数。文章基于某实用堰型溢流坝历年监测数据,分析了泄流能力和流量系数的变化特征,提出了一种预测泄流能力的方法,并进行了验证。结果表明:(1)溢流坝的流量系数非一定值,随堰上水头变化而变化。(2)通过监测数据推算出溢流坝的流量系数,采用线性拟合的方法,可对堰上水头在某一范围内的泄流能力进行较准确的预测。 展开更多
关键词 溢流坝 泄流能力 流量系数 监测 验证
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静力作用下冲填砂浆结石坝力学性能研究
2
作者 赵靖轩 《水利技术监督》 2025年第1期219-220,252,共3页
为研究静力作用下冲填砂浆结石坝力学性能。文章以碾子沟冲填砂浆结石坝为例,采用数值模拟法对不同工况下坝体位移和坝体最大主应力变化进行分析。结果表明:水位变化对坝体受力有直接影响,各工况下碾子沟冲填砂浆结石坝应力在允许范围内... 为研究静力作用下冲填砂浆结石坝力学性能。文章以碾子沟冲填砂浆结石坝为例,采用数值模拟法对不同工况下坝体位移和坝体最大主应力变化进行分析。结果表明:水位变化对坝体受力有直接影响,各工况下碾子沟冲填砂浆结石坝应力在允许范围内,大坝处于稳定状态。研究结果为大坝稳定运行提供参考。 展开更多
关键词 静力作用 冲填砂浆 力学性能 数值模拟
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台阶式溢流坝三维水流数值模拟
3
作者 王群芝 肖露 朱光明 《陕西水利》 2025年第1期109-112,共4页
数值模拟是研究台阶式溢流坝水流的一种重要手段,运用FLOW-3D软件进行台阶式溢流坝三维水流数值模拟,通过流体通量监测面监测实际过流量,验证大坝的过流能力。模拟坝面及消力池内水流流态,计算反弧段末端的消能效率,验证台阶尺寸的合理... 数值模拟是研究台阶式溢流坝水流的一种重要手段,运用FLOW-3D软件进行台阶式溢流坝三维水流数值模拟,通过流体通量监测面监测实际过流量,验证大坝的过流能力。模拟坝面及消力池内水流流态,计算反弧段末端的消能效率,验证台阶尺寸的合理性。通过光滑溢流坝面和台阶式溢流坝面下游消力池长度计算,台阶式消能可有效减小消力池长度,节省工程投资,结果可为其它工程泄洪消能设计提供参考。 展开更多
关键词 台阶式溢流坝 数值模拟 消能 FLOW-3D
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溢流堰过流能力研究综述
4
作者 王玉壮 韩雷 +1 位作者 董博强 王正君 《黑龙江水利科技》 2025年第8期118-122,共5页
随着我国水资源短缺问题的日益严峻,溢流堰作为调控流量和水位的关键水工建筑物,其过流能力受堰型、尺寸、堰顶长度和高度等多种因素影响。传统堰型如薄壁堰、宽顶堰和实用堰结构简单、计算成熟仍应用广泛;而迷宫堰、琴键堰等新型堰型... 随着我国水资源短缺问题的日益严峻,溢流堰作为调控流量和水位的关键水工建筑物,其过流能力受堰型、尺寸、堰顶长度和高度等多种因素影响。传统堰型如薄壁堰、宽顶堰和实用堰结构简单、计算成熟仍应用广泛;而迷宫堰、琴键堰等新型堰型通过优化几何形状,在低水头条件下展现出更高的过流能力。通过查阅国内外相关研究资料,本文系统综述了溢流堰过流能力的研究进展,分析了不同堰型的水力特性指标,并探讨了影响过流能力的因素,包括溢流前沿长度、堰高、展宽比、堰顶水头与堰高之比等,旨在为今后溢流堰的研究提供一定参考。 展开更多
关键词 溢流堰 迷宫堰 水力特性 数值模拟
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某水电站溢流坝消力池水工模型试验研究 被引量:3
5
作者 焦阳 《小水电》 2024年第2期32-35,61,共5页
针对某水电站溢流坝在泄流时二级消力池流态紊乱、水流翻越消力槛对下游产生冲刷等问题,依据重力相似性准则,建立水工模型试验,对现状溢流坝消力池段进行安全评价并分析水流流态、沿程水深分布等水力特性。根据试验结果提出优化思路,即... 针对某水电站溢流坝在泄流时二级消力池流态紊乱、水流翻越消力槛对下游产生冲刷等问题,依据重力相似性准则,建立水工模型试验,对现状溢流坝消力池段进行安全评价并分析水流流态、沿程水深分布等水力特性。根据试验结果提出优化思路,即拆除一级消力池内梯形堰,将WES堰替换为增高3m的跌坎,二级消力池内梯形堰增高0.5m;优化后溢流坝消力池段内整体水流流态较好,相较于原设计耗散了溢流坝消力池内多余水流能量,降低了池内整体流速。试验结果可为工程的设计及运行提供理论依据。图5幅,表3个。 展开更多
关键词 水电站 水工模型试验 体型优化 消能率
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取水工程拦河溢流坝过流能力试算方法探析 被引量:1
6
作者 常晓亮 《山西水利》 2024年第7期43-45,共3页
滤泗河拦河溢流坝工程的主要功能是抬高河床水位,为陈家庄乡农业引水灌溉及林业用水提供可靠水源,提高水资源利用效率。文章以五台县陈家庄乡滤泗河拦河溢流坝工程为例,提出坝顶过流计算所需要的工程基本参数与天然河道水力学参数图表,... 滤泗河拦河溢流坝工程的主要功能是抬高河床水位,为陈家庄乡农业引水灌溉及林业用水提供可靠水源,提高水资源利用效率。文章以五台县陈家庄乡滤泗河拦河溢流坝工程为例,提出坝顶过流计算所需要的工程基本参数与天然河道水力学参数图表,列出拦河溢流坝过流量计算中各参数的确定方法和过流量Q的试算方法,本次逼近试算法可为类似工程计算提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 行进水头 堰顶水深 流速 过流能力 滤泗河 拦河 溢流坝
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口上水库泄流特性三维数值模拟研究
7
作者 朱永德 郝瑞霞 王硕 《山西水利》 2024年第6期32-35,共4页
为研究口上水库表孔、底孔泄流问题,采用标准k-ε模型和VOF法建立三维数学模型,利用Fluent软件对泄流流场进行模拟计算,得到设计和校核水位条件下各孔泄流能力、沿程水面高程及挑距,并与模型试验数据和理论分析结果进行对比分析,三者吻... 为研究口上水库表孔、底孔泄流问题,采用标准k-ε模型和VOF法建立三维数学模型,利用Fluent软件对泄流流场进行模拟计算,得到设计和校核水位条件下各孔泄流能力、沿程水面高程及挑距,并与模型试验数据和理论分析结果进行对比分析,三者吻合较好。表明采用Fluent软件结合VOF法研究表、底孔泄流的水力特性是可行的,可为同类工程提供一定参考。 展开更多
关键词 数值模拟 k-ε模型 VOF法 水力特性
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三门峡水利枢纽溢流坝Ⅱ段扬压力异常原因分析
8
作者 石哲威 薛嘉璇 《人民黄河》 北大核心 2024年第S2期116-117,共2页
扬压力升高对重力坝抗滑稳定和抗浮稳定均有一定不利影响。针对三门峡水利枢纽溢流坝Ⅱ段扬压力在2000年12月下旬出现的异常现象,通过现场检查和试验、资料整编分析、结构安全静力复核等,查明扬压力异常原因,并提出处理措施。经查明,造... 扬压力升高对重力坝抗滑稳定和抗浮稳定均有一定不利影响。针对三门峡水利枢纽溢流坝Ⅱ段扬压力在2000年12月下旬出现的异常现象,通过现场检查和试验、资料整编分析、结构安全静力复核等,查明扬压力异常原因,并提出处理措施。经查明,造成扬压力异常的原因是扬压力测孔与底孔之间存在贯穿裂缝,导致扬压力测孔水与底孔水连通。计算分析溢流坝段扬压力异常现象尚不影响坝体结构安全,但底孔与扬压力测孔之间存在的渗漏通道是工程运行过程中的安全隐患。根据裂缝的分布及底孔运行工作条件,建议选择水溶性聚氨酯和高渗透改性低黏度环氧树脂灌浆材料对底孔裂缝进行处理。 展开更多
关键词 扬压力 异常 裂缝 三门峡水利枢纽
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阶梯溢流坝自由表面掺气特性数值模拟 被引量:22
9
作者 程香菊 罗麟 +1 位作者 赵文谦 李然 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2004年第2期152-157,共6页
 阶梯溢流坝作为泄水建筑物早已出现。实践发现,经过阶梯溢流坝的水流可以大量卷吸空气,从而增大水体的含氧量,因此可以利用它作为水体复氧、改善水质的措施。但对于阶梯溢流坝复氧能力的理论分析至今尚未见报道。本文引入水气两相流模...  阶梯溢流坝作为泄水建筑物早已出现。实践发现,经过阶梯溢流坝的水流可以大量卷吸空气,从而增大水体的含氧量,因此可以利用它作为水体复氧、改善水质的措施。但对于阶梯溢流坝复氧能力的理论分析至今尚未见报道。本文引入水气两相流模型,用k ε紊流数学模型模拟计算了阶梯溢流坝自由表面掺气的特征量。计算结果与试验资料进行了对比,结果表明,计算值与实测值吻合良好,可以认为本文的数值模拟方法是可行的。这将为阶梯溢流坝复氧能力计算以及从理论上得到阶梯溢流坝的最佳布置形式提供理论基础。 展开更多
关键词 阶梯溢流坝 两相流 紊流模型 数值模拟 掺气特性 含氧量
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低Fr数宽尾墩消力池流场3维数值模拟 被引量:13
10
作者 周喜德 殷彤 +2 位作者 雷云华 牛志攀 张建民 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期17-24,共8页
宽尾墩消力池在许多工程中得到应用,而低Fr数宽尾墩消力池内部流场较为复杂,实验结合数值模拟旨在达到工程中体型优化的目的。针对实验观察难以获得详细的各项水力参数的问题,采用RNGk-ε紊流模型结合自由面追踪的VOF方法对低Fr数宽尾... 宽尾墩消力池在许多工程中得到应用,而低Fr数宽尾墩消力池内部流场较为复杂,实验结合数值模拟旨在达到工程中体型优化的目的。针对实验观察难以获得详细的各项水力参数的问题,采用RNGk-ε紊流模型结合自由面追踪的VOF方法对低Fr数宽尾墩消力池内部流场进行了数值模拟,获得了水流形态、流速分布和紊动能分布特性。两种体型消力池内水位沿程分布、临底流速等水力学参数的计算值与试验值吻合良好,说明该数值模拟是稳定可靠的。对比两种方案的水流形态及流场特性发现,推荐体型消力池流场稳定性较好,水流无横向流动,运行方式灵活,并获得了模型试验难以测量的流场详细信息,结果令人满意。 展开更多
关键词 紊流数值模拟 VOF法 流场 宽尾墩 消力池 体型优化
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“V”形台阶溢洪道的消能特性 被引量:16
11
作者 田忠 许唯临 +2 位作者 余挺 周鸿汉 肖富仁 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期21-25,共5页
针对前人对台阶溢洪道的研究多集中在台阶尺寸、布置形式、流态等问题,没有涉及到对台阶本身的形式的研究,提出了台阶形状在平面上呈"V"形的台阶溢洪道的布置形式,并采用三维紊流数值模拟的方法对比研究了"V"形台... 针对前人对台阶溢洪道的研究多集中在台阶尺寸、布置形式、流态等问题,没有涉及到对台阶本身的形式的研究,提出了台阶形状在平面上呈"V"形的台阶溢洪道的布置形式,并采用三维紊流数值模拟的方法对比研究了"V"形台阶溢洪道和传统的"一"形台阶溢洪道的消能特性,研究结果表明:"V"形台阶后的漩涡尺度较"一"形台阶小,在中轴面上,"V"形台阶无漩涡存在,台阶面上形成三元水流状态;"V"形台阶上的负压区小,中轴面上无负压;在相同的台阶高度及长度以及同样的来流情况下,"V"形台阶的消能率高于传统的"一"形台阶。所提供的台阶形式可供工程参考。 展开更多
关键词 台阶 溢洪道 数值模拟 消能
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收缩式洞塞泄洪洞的消能和空化特性 被引量:19
12
作者 余挺 田忠 +1 位作者 王韦 许唯临 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期211-217,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 洞塞泄洪洞 消能 空化 数值模拟 模型试验
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龙开口水电站溢流坝段动力模型破坏试验研究 被引量:11
13
作者 范书立 陈健云 +2 位作者 周晶 朱彤 金峤 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第S1期195-199,共5页
采用仿真混凝土材料研究了龙开口水电站溢流坝段在不同因素影响下的动力破坏特征,并通过对6个模型试验结果的分析探讨了溢流坝段的动力破坏机理。试验中考虑了坝体-库水的动力相互作用以及横河向地震动对大坝破坏的影响,采用规范谱波和... 采用仿真混凝土材料研究了龙开口水电站溢流坝段在不同因素影响下的动力破坏特征,并通过对6个模型试验结果的分析探讨了溢流坝段的动力破坏机理。试验中考虑了坝体-库水的动力相互作用以及横河向地震动对大坝破坏的影响,采用规范谱波和场地谱波两种地震动激励进行模型超载破坏分析。试验结果为工程设计和评价溢流坝段的抗震性能提供依据。 展开更多
关键词 重力坝 振动台 动力模型试验 仿真混凝土 破坏机理
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阶梯溢洪道不同坡比消能研究 被引量:21
14
作者 伍平 王波 +1 位作者 陈云良 周勤 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期24-29,共6页
针对实际工程中难以确定阶梯坡比的问题,通过4个水利工程、5个阶梯坡比的模型实验,得出了对工程设计最实用的坡比范围1∶2~1∶3。在相同条件下对4种坡比的阶梯水流进行了数值模拟,进一步论证了上述阶梯坡比的合理性,计算结果直观再现... 针对实际工程中难以确定阶梯坡比的问题,通过4个水利工程、5个阶梯坡比的模型实验,得出了对工程设计最实用的坡比范围1∶2~1∶3。在相同条件下对4种坡比的阶梯水流进行了数值模拟,进一步论证了上述阶梯坡比的合理性,计算结果直观再现了滑移流中的顺时针水流旋滚,以及旋滚下游水体在剩余阶梯平面长度范围内的贴壁运动,提出的速度分析有助于了解阶梯旋滚消能的成因。研究成果反映出,阶梯坡比小于1∶2,水流旋滚已得到充分发展。在坡比范围1∶2~1∶3内,阶梯消能能够达到60%。坡比超过1∶2,阶梯消能率将明显下降;坡比低于1∶3,消能率增长空间不大。 展开更多
关键词 阶梯溢洪道 消能 坡比 水流旋滚
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在冲坑底部岩块上脉动上举力的实验研究 被引量:15
15
作者 刘沛清 冬俊瑞 +1 位作者 李永祥 余常昭 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第12期59-66,共8页
本文以瞬变流模型为基础,在三峡溢流坝断面模型冲坑底部,详细地量测了不同尺寸岩块上的脉动上举力,获得脉动上举力的统计资料,验证了解交流理论的分析成果,为探讨基岩的冲刷机理和水垫塘内混凝土底板块的设计提供了科学依据.
关键词 冲刷坑 瞬变流模型 脉动上举力 实验 溢流坝
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翻卷水舌鼻坎挑流的紊流数值模拟 被引量:9
16
作者 余挺 邓军 +2 位作者 夏勇 贺昌林 许唯临 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2005年第5期37-39,共3页
将斜鼻坎与外边墙平面转弯相结合可使挑射水舌在空中横向翻卷,扩散更为显著,同时,水舌中心线与溢洪道中心线形成较大的偏角,文中将此种鼻坎称为翻卷水舌挑流鼻坎.通过翻卷水舌挑流鼻坎的水流属于带有复杂自由表面的紊流流动,本文采用VO... 将斜鼻坎与外边墙平面转弯相结合可使挑射水舌在空中横向翻卷,扩散更为显著,同时,水舌中心线与溢洪道中心线形成较大的偏角,文中将此种鼻坎称为翻卷水舌挑流鼻坎.通过翻卷水舌挑流鼻坎的水流属于带有复杂自由表面的紊流流动,本文采用VOF法和七k-ε紊流模型进行模拟,获得了详细的三维水流结构,计算与实测的水面线吻合良好,表明将紊流数学模型用于溢洪道翻卷水舌的数值模拟是合理可行的. 展开更多
关键词 挑流鼻坎 水舌 翻卷 紊流数学模型
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洞塞泄洪洞的3维数值模拟研究 被引量:11
17
作者 廉玲军 王韦 +1 位作者 徐威 田忠 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期1-6,11,共7页
为解决高水头、大流量、出口尾水位低导流洞改建洞塞泄洪洞的布置和消能问题,提出了"垂直洞塞+压坡洞塞+水平洞塞组"这种新型的洞塞布置和消能形式,并采用RNGk-ε双方程模型和VOF方法,对采用该种新型洞塞布置形式的洞塞泄洪... 为解决高水头、大流量、出口尾水位低导流洞改建洞塞泄洪洞的布置和消能问题,提出了"垂直洞塞+压坡洞塞+水平洞塞组"这种新型的洞塞布置和消能形式,并采用RNGk-ε双方程模型和VOF方法,对采用该种新型洞塞布置形式的洞塞泄洪洞的流场进行了3维紊流数值模拟,得到了压强、流速、消能率等重要水力特性的分布规律,且将部分计算结果与试验结果进行对比分析,结果吻合良好,验证了采用该数值方法计算强紊动、强剪切射流以及大尺度漩涡流动的可行性。同时,研究结果也表明,某水电站非常泄洪洞采用"垂直洞塞+压坡洞塞+水平洞塞组"的消能模式消能,洞内能形成较强的紊动,消能效果好,满足工程要求。 展开更多
关键词 洞塞泄洪洞 消能 数值模拟 水力特性
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计算溢流坝下游收缩断面水深的方法 被引量:9
18
作者 金菊良 丁晶 +1 位作者 杨晓华 金保明 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2001年第3期19-21,共3页
溢流坝下游收缩断面水深 hc 的计算对水工消能设计十分重要. 目前常用的方法有试算法、图解法和迭代法,这些方法计算精度不高,人工计算量大或要求较高的计算数学的理论知识等,不便于在生产实际中推广应用. 为此,把 hc 的计算问题... 溢流坝下游收缩断面水深 hc 的计算对水工消能设计十分重要. 目前常用的方法有试算法、图解法和迭代法,这些方法计算精度不高,人工计算量大或要求较高的计算数学的理论知识等,不便于在生产实际中推广应用. 为此,把 hc 的计算问题归结为非线性优化问题,用作者研制的加速遗传算法 (AGA) 来处理. 应用 AGA 方法的实例计算结果说明 AGA 比常用方法简便 计算精度高且具有通用性. 展开更多
关键词 溢流坝 收缩断面 水溶 遗传算法
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溢流堰表孔弧形闸门开启过程水力特性3维数值模拟 被引量:9
19
作者 邱春 刁明军 徐兰兰 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期19-25,共7页
基于动网格技术和VOF方法对某工程宽尾墩泄洪表孔弧形闸门开启过程进行了3维数值模拟研究。为获得详细的水力特性,采用3种不同的开启速度。获得了闸门区、宽尾墩及消力池的压力、速度等水力参数的时空变化规律和易发生空化空蚀的时刻与... 基于动网格技术和VOF方法对某工程宽尾墩泄洪表孔弧形闸门开启过程进行了3维数值模拟研究。为获得详细的水力特性,采用3种不同的开启速度。获得了闸门区、宽尾墩及消力池的压力、速度等水力参数的时空变化规律和易发生空化空蚀的时刻与区域,指出闸门开启过快时的不利因素,并将部分结果与试验进行对比,吻合良好,验证了数值方法是可靠的,可为确定闸门的合理运行方式及工程体型优化提供重要的参考依据。 展开更多
关键词 3维动态数值模拟 开启过程 动网格 VOF法 Y型宽尾墩 弧形闸门 消力池
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阶梯溢流坝和宽尾墩及消力池组合消能的水流数值模拟研究 被引量:14
20
作者 魏文礼 吕彬 刘玉玲 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2012年第4期442-448,共7页
采用两相流模型,辅以Realizable k湍流模型,来模拟阶梯溢流坝和消力池组合以及阶梯溢流坝、宽尾墩和消力池组合两种联合消能工的水力特性,获得了流速场、压强场、紊动动能及紊动动能耗散率等物理参量的分布。网格划分采用了分区域划分:... 采用两相流模型,辅以Realizable k湍流模型,来模拟阶梯溢流坝和消力池组合以及阶梯溢流坝、宽尾墩和消力池组合两种联合消能工的水力特性,获得了流速场、压强场、紊动动能及紊动动能耗散率等物理参量的分布。网格划分采用了分区域划分:模型中任何形状不规则的复杂部分采用非结构网格划分,对形状规则的部分则采用了结构网格划分,并根据流动梯度的大小安排网格的疏密程度。采用有限体积法对控制方程进行离散。采用了VOF法处理自由水面,使用PISO算法求解速度与压力的耦连方程组。比较分析了两种消能工在速度场、压强场、紊动动能及紊动动能耗散率的差异。研究结果表明:受宽尾墩的影响,坝面及消力池中的流速均小于无宽尾墩的情况,而台阶坝面的压强明显高于无宽尾墩的情况;在消力池中紊动动能及其耗散率均大于无宽尾墩的情况。可见,阶梯溢流坝、宽尾墩和消力池组合消能工的消能优于无宽尾墩的情况。 展开更多
关键词 阶梯溢流坝 宽尾墩 数值模拟 能量耗散
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