高海拔因素对大型泄洪洞水力特性及通风补气影响数值模拟研究

为了保证泄洪安全,大型泄洪洞通常设置掺气减蚀设施和通风补气系统。随着海拔高度增加,大气压、大气密度将会显著降低,这些变化可能会对泄洪洞水流流态和通风补气造成不利影响。在考虑高海拔因素的前提下,采用RNG k-ε紊流模型和Mixture多相流模型对某大型泄洪洞的水气两相流场进行了数值模拟。研究发现:随着海拔高度增加,泄洪洞内的水流运动特性不受影响,但水流空化数显著减小,增加了空化空蚀风险;通风补气系统内的气流体积流量基本维持恒定,但质量流量会因为大气密度的减小而减小。在高海拔地区建设大型泄洪洞,建议按水流空化数设计掺气设施,并适当放大补气通道的尺寸以控制风速,以免产生有害噪声。