保水堰体型参数对过流能力影响的数值模拟

保水堰是一种新型溢流堰结构形式,为提升保水堰在大型调水工程中的输水能力,利用实测数据进行模型验证,在确保模拟保水堰堰内水流流态规律准确性的前提下,探究工程中保水堰体型参数对输水系统过流能力的影响。研究揭示了堰井段环状旋涡区的产生与发展机理,并对11种降低堰高方案进行数值计算,分析堰井段流速矢量分布和环状旋涡区范围及能量耗散的变化,发现使输水系统过流能力增加的最佳堰高区间为[1.0 P_(1)≥P≥0.7P_(1)](P为保水堰堰高;P_(1)为堰前堰高)。当堰高在此区间内,通过降低P使堰前流速矢量仰角和堰后环状旋涡区变小,能量耗散显著降低,降低0.1P_(1),流量平均增加2.1%。考虑到工程改造成本和过流能力提升效果,故在本研究提出最佳堰高区间内修改保水堰的结构,为输水系统过流能力提升提供参考。