泄水建筑物下游低弗汝德数水跃长度研究

低水头灌区泄水建筑物下游易形成低弗汝德数水跃,灌区泄水建筑物下游常设有消力池消能,合理确定低弗汝德数水跃长度,关系到消力池长度的确定及消力池的消能效果。根据前人研究结果,结合工程实例、理论分析计算、概化模型试验研究及工程应用验证,类比了低弗汝德数泄水建筑物下游水跃长度的欧勒佛托斯基与陈椿庭公式,并对后一个公式系数进行了修正;通过理论计算及试验验证,得出同一水跃长度公式反映的跃长与跃前低弗汝德数Fr、共轭水深关系规律不尽相同。

低弗汝德数闸后淹没水跃的数值模拟

通过求解雷诺时均Navier-Stokes方程,对弗汝德数为3.19的淹没水跃进行了数值模拟。应用标准k-ε模型和RNG k-ε模型结合VOF(volume of fluid)自由表面跟踪技术,得到了淹没水跃自由表面位置、纵向速度、紊动能及速度矢量等变化情况。结合实验数据,详细对比研究了两种模型的模拟结果,分析了Fr=3.19淹没水跃的内部流场特性。研究表明RNG k-ε模型能更好的模拟低弗汝德数下淹没水跃的紊流结构,给出了2<X/Y1<24为水跃发展区,并得出水跃产生的旋滚对紊动的产生和耗散起着重要作用。

宽尾墩在低水头大单宽流量泄水建筑物中的应用

低水头、大单宽流量泄水建筑物的消能是水利水电工程尤其是中小型水利水电工程的常见问题。由于流速小,下游水位变幅大,弗汝德数低,采用常規的挑、底、面或戽流方式消能,消能率低,消能问题突出。本文结合重庆鱼剑口水电站工程对该类工程采用戽式消力池联合宽尾墩消能进行了分析和研究,并通过模型试对其消能效果进行了验证。