低佛氏数水跃紊流数值模拟研究

【目的】研究低佛氏数(Fr1)水跃紊流的水力特性。【方法】采用VOF方法处理闸门上、下游表面,用二维RNG型k-ε紊流数学模型,对低佛氏数(Fr1=2.0～4.5)水跃紊流进行数值模拟,研究了不同低佛氏数水跃的跃后水深、水跃长度及流速分布,分析了水跃区及其下游明渠流区压强、紊动能、耗散率和水跃消能率的特性。【结果】淹没系数大于1.2时,水跃长度均大于其他经验公式计算的水跃长度,且水跃长度增幅随佛氏数的增加而增大。水跃区断面各点时均流速最大值沿程减小;跃后明渠流区,断面各点平均流速沿程无明显变化。水跃区主流与漩滚交界处附近,特别是泄水闸门附近的紊动能及耗散率均最大。随着佛氏数的增加,理论和实际消能率均增大,且理论消能率大于考虑了跃后紊动能的实际消能率。【结论】低水头水利枢纽泄洪功率较大,应充分考虑低佛氏数水跃实际消能率低的水力特性,设计合理的消能设施以解决其消能防冲问题。

低佛氏数水跃跃后最大波高的研究

对低佛氏数水跃消能水跃跃后最大波进行了理论分析和试验研究 ,研究表明 ,低佛氏数Fr =1. 0～ 1. 7情况下的水跃消能率低 ,跃后水面波动是造成下游河床和岸壁冲刷的主要原因。

底流式消能工的研究与设计

本文针对影响底流消能工设计选型的几个水力参数作了分析研究,并评介了低佛氏数水跃的水力特性与消能措施。