某水库溢洪道泄洪消能的试验研究

针对某水库溢洪道消力池内水流流态较差、消能效果不理想和对下游岸坡冲刷严重等问题,通过水力学模型试验,在原设计方案基础上对比分析了消力池集中消能和阶梯分级消能两种消能方式,并观测了消力池水流流态、底板压强、下游河道水面线等水力特性指标。结果表明,消力池集中消能方式更适合本工程地形特点、地质要求,消能效果明显,出池水流流态较好,与下游河道水面衔接平顺,并且水面波动较小,满足泄洪消能要求。

90°竖直弯管内水力特性数值模拟研究

为研究竖直弯管水流的流动特性,数值模拟采用SIMPLE的求解方法求解N-S方程和k~ε紊流方程,自由水面采用VOF方法进行追踪。在上游水箱断面自编程序使用了水位边界条件,对4种恒压水头与4种管径条件下的上游竖管、90°弯管、下游水平管内的速度场和压力场进行了计算,得到各工况下弯管内二次流动现象(迪恩涡)。分析不同水头与管径条件下流场的产生机理,结果表明:各工况下水头损失系数随着雷诺数的增大而逐渐减小,并最终接近经验值,空化数最低值均在10°截面上的内壁面出现;弯管段内壁压强均低于外壁压强,该压强差维持着弯管内的二次流动。

底板透空型贴角楔形体挑坎应用于高拱坝表孔的研究

研究了一种底板透空的贴角楔形体挑坎结构,在高拱坝表孔末端布设一定高度的贴角楔形体并将底板进行适当长度的透空,采用模型试验和数值模拟的方法对挑坎流道内的水力特性进行了研究。结果表明,这种挑坎型式不会显著增加流道水深,挑坎压强分布合理,没有悬臂失稳风险;挑坎出口位置水舌的上缘挑角增大而下缘挑角减小,从而可使出挑水舌在纵向上实现大幅的拉伸;孔口的泄流能力也不受影响。