坎式阶梯溢洪道水力特性研究应用

Research and application of hydraulic characteristics of sill stepped spillway

基于坎式阶梯溢洪道消能效果更好及掺气效率更高的客观事实,采用湍流模型中的k-ε模型与Volume of Fluid界面追踪方法相结合的三维数值模拟技术,对某大型水电站阶梯溢洪道水流流态、流速、压强、掺气效果、消能效果等水力参数取值受尾坎设置位置及高度的影响程度展开模拟分析,并将三维数值模拟结果和几何模型试验结果展开比较。结果表明,在假定尾坎位置不变的情况下,水流流态类型及掺气效果并不会受尾坎高度和尾坎与台阶末端距离比的影响;而随着尾坎向上游移动,不同体型、不同台阶高度下溢洪道水流流态、流速及压强等水力要素均表现出不同的变化趋势,这为水利工程尾坎式阶梯溢洪道设计提供了可靠依据。