宽尾墩—跌坎消力池脉动压强试验研究

宽尾墩与跌坎消力池联合消能使跌坎消力池内的水力参数更加复杂,研究消力池底板的脉动压强特性对宽尾墩体型设计具有参考作用.基于模型试验研究5种收缩比(a=0.38;0.44;0.50;0.56;0.62)Y型宽尾墩与跌坎消力池联合消能下消力池的脉动压强特性.试验结果表明:脉动压强峰峰值可以达到设计水头的1.03~1.36倍,收缩比的减小可以削减峰峰值,消除跌坎后的负压;消力池底板脉动压强均方根沿程呈现单峰与双峰型,最大脉动压强系数出现在跌坎之后,减小收缩比使消力池主要脉动消能区域增大前移,最大脉动压强系数降低;脉动压强概率密度基本符合正态分布,存在正偏与负偏现象,水流速度偏向底板为正,偏离时为负;消力池底板脉动压强主要由10 Hz以内的低频脉动组成,随着收缩比的减小,消力池前端的脉动能量增大,后端脉动能量减小.

五强溪水电站右消力池底板块失事分析

本文利用总流动量定理系统地分析了宽尾墩消力池的消能机理，导出有关水力计算公式，并详细地阐述了消力池底板块的稳定性设计．针对五强溪水电站右消力池的泄洪运行情况，利用本文提出的方法从流态结构、板块的稳定性受力等方面，分析了消力池底板块失事的主要原因．

低Fr数宽尾墩消力池流场3维数值模拟

宽尾墩消力池在许多工程中得到应用,而低Fr数宽尾墩消力池内部流场较为复杂,实验结合数值模拟旨在达到工程中体型优化的目的。针对实验观察难以获得详细的各项水力参数的问题,采用RNGk-ε紊流模型结合自由面追踪的VOF方法对低Fr数宽尾墩消力池内部流场进行了数值模拟,获得了水流形态、流速分布和紊动能分布特性。两种体型消力池内水位沿程分布、临底流速等水力学参数的计算值与试验值吻合良好,说明该数值模拟是稳定可靠的。对比两种方案的水流形态及流场特性发现,推荐体型消力池流场稳定性较好,水流无横向流动,运行方式灵活,并获得了模型试验难以测量的流场详细信息,结果令人满意。

泄洪表孔宽尾墩加消力池联合消能工的应用

通过对已建的一些采用表孔宽尾墩加消力池的重力坝调研资料及理论分析 ,表明宽尾墩可增加水流的三维特性 ,降低形成水跃的第二临界水深 ,从而可以使消力池底板抬高、池长缩短。因此 。

宽尾墩跌坎消力池消能水力特性模拟研究

为探究宽尾墩跌坎消力池消能机理及其水力特性,采用RNGκ-ε湍流模型结合VOF两相流数值模拟方法,对宽尾墩联合平底消力池、无宽尾墩平底消力池和宽尾墩跌坎消力池三种方案进行了模拟研究,对比分析了这三种方案的流态及水面线、临底流速、压强分布。结果表明:宽尾墩跌坎消力池表现出掺气充分,水流紊动剧烈,临底流速小,压强小且分布均匀等特点。

莲花台水电站宽尾墩联合消能工的应用研究

针对莲花台水电站泄洪建筑物泄量大、单宽流量大、河床易冲刷的特点,通过模型试验对原设计的挑流消能方案和Y型宽尾墩+戽式消力池联合消能工方案进行了对比研究。试验结果表明,联合消能工方案在典型工况下消能充分,下游河床及电站尾水护坦末端冲刷大为减轻,出池水流衔接平顺,下游河道流态明显改善。该研究成果对类似工程有借鉴意义。

台山核电厂淡水水源工程水库溢流坝消能试验研究

以台山核电厂淡水水源工程为例,通过水力模型试验研究,推荐溢流坝采用宽尾墩+坝面削角阶梯+底流消力池的联合消能方案。试验结果表明,该方案消能效果较显著、工程量小,优化了溢流坝工程布置和体型。

“X”型宽尾墩在底流消能中的应用

针对低Fr底流消力池消能率低的问题,提出进口“X”型宽尾墩＋底流消能的消能模式,即在消力池进口设置“X”型宽尾墩,以达到分散水流、增加消能率的目的。通过试验,观测该型消能方式的水流形态、水深沿程分布、时均及脉动压强等水力学参数。结果表明：水流形成了底流＋纵向拉伸水流＋挑射水流的入池方式,水流分散入池,充分利用了消能水体;水跃长度为跃后水深与跃前水深差的6.8~13.3倍;消力池底板时均压强变化平稳,脉动压强均方根为进口流速水体的0.03~0.18倍;与传统底流消力池相比,消能率提高了2~3倍。对于低Fr底流消能,进口“X”型宽尾墩＋底流消能是一种值得推荐的消能方式。

X型宽尾墩的动水荷载特性及体型优选研究

通过模型试验,研究了X型宽尾墩作用下短消力池内的动水荷载特性,分析了底部开口高度对溢流坝面以及消力池的影响,并对宽尾墩底部开度进行了优选,结果认为宽尾墩底缘开口1.5 m为最佳方案。试验结果对工程设计具有一定参考价值。

宽尾墩联合底流消能三维数值模拟

宽尾墩和消力池联合消能在水利枢纽工程中已经得到广泛应用,为了进一步研究其消能方式的水力特性,采用RNGκ-ε双方程紊流模型和VOF方法对某表孔泄洪闸的泄洪水流进行三维数值模拟,对宽尾墩表孔泄流能力、水流流态和流速、闸室内水面线、掺气情况等进行了研究,并结合物理模型试验结果对数值模拟结果进行了验证。结果表明,将宽尾墩应用于溢流坝,形成宽尾墩+消力池一体化消能设施,兼有宽尾墩和消力池底流消能的优点,联合消能效果良好。

工字型宽尾墩在滚弄水电站溢流表孔中的应用研究

介绍了一种新型的工字型宽尾墩底流消能工体型,以及在滚弄水电站溢流表孔消力池中的应用,并给出了各泄洪工况的主要水力学参数。

宽尾墩联合消能工在我国的发展（续）

宽尾墩联合消能工在我国的发展（续）谢省宗，李世琴，李桂芬（中国水利水电科学研究院北京１０００３８）（上续本刊１９９５年第３期第１１页）２．３安康河床三中孔的宽尾域——折流域——短消力池联合消能工２·３·１流动特征和消能机理安康河床三中孔孔口尺寸１１ｍ...

一种改善消力池底板压强分布的新型宽尾墩——XT型宽尾墩

宽尾墩与消力池组成的联合消能形式具有消能率高的特点，但也存在着消力池内的压强分布不均匀，最大冲击压强及动水压强集中度过大的问题。本文结合功果桥水电站整体水工模型试验，提出了一种新型的XT型宽尾墩，对于改善消力池底板上的压强分布，增强底板的稳定具有重要意义。

宽尾墩射流作用下消力池底板的稳定

在模型试验基础上 ,论述了溢流坝宽尾墩下游消力池的水流特性 ,池底板动水荷载分布 ,底板失稳过程和机理 ,并在一定的假定条件下推导出底板稳定厚度和水垫深度之间的关系 。

功果桥水电站泄洪消能建筑物设计

功果桥水电站采用坝身表孔和底孔联合泄洪方式。表孔采用X形宽尾墩+台阶式溢流坝面+戽式消力池联合消能工,底孔采用贴角导向挑流鼻坎消能工,该消能工既能高效解决泄洪消能问题、减轻泄洪雾化对边坡稳定的影响,又能较好地适应碾压混凝土分层、通仓、快速浇筑的特点,对加快碾压混凝土施工、节省工程量和提高工程效益具有积极意义。

宽尾墩联合消能工在百色水利枢纽的研究和应用

介绍了宽尾墩联合消能工在百色水利枢纽的研究和应用：（１）采用宽尾墩—中孔—消力池联合消能工的试验研究和水力计算；（２）采用宽尾墩—阶梯式坝面（坝面消能）—消力池联合消能工的试验研究。

X型宽尾墩消力池底板冲击压强规律研究

为了得到X型宽尾墩消力池底板的冲击压强的直接计算公式,分析了对冲击压强影响较大的几个因素,利用量纲分析对模型试验的大量数据进行了拟合,总结出一个能较好地反映冲击压强规律的经验公式。误差分析表明滚弄、鲁地拉、索风营、沙陀的冲击压强最大相对误差不超过16.3%,能较好地反映X型宽尾墩消力池内复杂水流的冲击压强。实例验证显示,阿海工程X型宽尾墩最大冲击压强计算值与实测值误差<-15.8%。

解决“尾水不足,池深受限”底流消能难点的池身结构初探

简述柬埔寨王国斯登沃代一级水电站溢流表孔在下游尾水严重偏浅,受地质构造限制,不能降低消力池底板高程条件下,寻找到可节省底流水跃消能的结构体型。

深尾水消力池非完全宽尾墩消能试验研究

为解决下游深尾水工程中常规底流式消力池内由于消能紊动不足引起出池水流二次水跃、冲刷下游天然河床等一系列工程难题,结合物理模型和数值模拟对比研究平尾墩、常规宽尾墩以及非完全宽尾墩下游消力池内流场差异。研究结果表明:非完全宽尾墩利用平尾墩闸室与相邻宽尾墩闸室入池水流横向水位落差和纵向流速梯度,迫使雍高射流入池水流呈弧形横向扩散、碰撞,显著增强剪切紊动,促使消力池上游区域形成由底至表不断发展壮大的立轴旋滚,提升消力池内能量紊动耗散、降低出池水流流速,完全解决常规底流式消力池中易出现的二次水跃、消能不充分等问题。

低弗劳德数宽尾墩多级消力池三维数值模拟

低弗劳德数二元水跃消能效率低,当无尾坎消力池受地形限制,其长度较短且下游水位较低时水跃无法稳定在消力池内,消力池下游护坦承受较大冲刷压力,甚至护坦出口水流余能对下游河床造成严重冲刷。对此,提出采用宽尾墩联合尾坎消力池来改善消能效果,并采用RNG κ-ε紊流模型结合自由面追踪的VOF方法对宽尾墩联合尾坎消能工的水流流场进行三维数值模拟,通过宽尾墩与平尾墩、设置尾坎与不设置尾坎的综合对比分析得出,采用宽尾墩联合尾坎消能工的消能体型可有效调控水流并提高水流的消能效率,明显改善消力池内水流流态,有效减少对护坦及下游河岸冲刷。研究成果可为类似工程提供借鉴。