闸站合建枢纽导流墙体型及适宜长度

基于平面对称的闸站合建枢纽水力学模型试验,对导流墙附近水流流态、流速分布、特征断面流速不均匀系数、导流墙两侧水位差以及护坦压强脉动等水力参数的观察,对闸站结合部导流墙的体型及适宜长度进行了深入的探讨,认为导流墙墙顶应高出水面,并提出了导流墙合适长度的范围。

基于CFD的导流墩几何参数对闸站合建枢纽通航水流条件的影响研究

闸站合建枢纽通航时容易在导流墩附近出现复杂水流现象。【目的】改善导流墩墩头前的斜流、偏流以及面层横向速度和轴向速度大的问题。【方法】基于计算流体力学(CFD)对某闸站合建枢纽节制闸通航水流条件进行数值模拟,研究分析了导流墩长度、开孔与否、开孔宽度、相邻孔口中心间距及开孔高度等参数对闸站合建枢纽通航水流条件的影响。【结果】综合考虑导流墩前横向流速、轴向流速及斜流面积,采用单因素递进分析表明,随着导流墩长度增加,导流墩前流速和斜流面积先减小后增大;当开孔宽度增加到4.5 m时,墩头前流速进一步减小,大于4.5 m时,墩头前流态恶化;随着开孔中心间距的增加,导流墩前流速呈现先减小后增大的趋势,孔口中心间距为6.25 m时,流态较优;当开孔高度增加到3.8 m时,墩头前流速和斜流面积进一步减小,大于3.8 m时,墩头前流速和斜流面积随之增大。【结论】通航水流条件的优劣受导流墩结构影响显著,导流墩开孔能够减小墩头前水流面层横向和轴向速度及斜流面积,提高通航安全性。导流墩最优开孔方案为:导流墩长度25 m、开孔宽度4.5 m、相邻孔口中心间距6.25 m、开孔高度3.8 m,相应墩头前水流横向和轴向速度及斜流面积分别为0.25 m/s、0.75 m/s、12.56 m^2。

闸站合建枢纽对渠道水流流态影响的数值模拟研究

闸站合建枢纽运行时过闸水流的流态对渠道安全运行至关重要。借助CFD模型对闸站水流运动进行模拟,分析流量和闸门宽度的改变对闸后水流流态的影响。研究发现,闸后L>3.4 B的渠段时流量改变对水流的不均匀性影响较小,不良流态主要集中在L≤3.4 B的渠段,其中L和B分为别为闸后渠长和渠宽;而闸门宽度的改变对水流不均匀性的影响较大,随着闸门宽度的增加,闸后水流均匀性逐渐改善。研究成果可为同类闸站合建枢纽工程的优化设计提供依据。

双导流墩偏斜角度对闸站合建枢纽渠道流场优化研究

闸站合建枢纽工程过闸流场中常见回流和漩涡等不良流态,严重影响了渠道的安全运行。借助CFD模型对整流措施双导流墩在不同倾斜角下的流场进行数值模拟,通过流速场和动能修正系数分析对导流墩的倾斜角进行优选。研究发现,当墩A和墩B的倾斜角分别为15°和5°时的整流效果最优,不仅减小了泵站侧回流区的大小,而且避免了渠道边坡的水流脱壁,同时使流速场均匀分布。研究成果可以为同类闸站合建枢纽工程的流场优化提供依据。