与X型宽尾墩联合的台阶溢洪道消能特性研究

通过数值模拟对与X型宽尾墩联合的台阶溢洪道水流水力特性进行了研究,并结合不同工况下的水流流态、流速分布等水力要素,对溢洪道水流消能特性进行了探究。结果表明:单宽流量较小时,消能率与传统台阶溢洪道一致,可达60%至70%。当单宽流量较大时,挑射水流占下泄水流主体,消能效果不明显,台阶中心线末端消能率不足25%,可能对台阶面造成破坏,宽度范围约为宽尾墩出口宽度的2/3。

一种基于X型宽尾墩体型参数设计的方法

宽尾墩体型特征参数一般通过水工模型试验论证确定,但在模型试验开始前,为避免大量重复制作模型,浪费人力、物力和财力,可对宽尾墩体型进行初步设定,再通过模型试验进行适当调整,可大大缩短水工模型试验周期。本文通过查阅大量宽尾墩体型设计资料,并结合水工模型试验经验,介绍了一些基于X型宽尾墩体型设计经验参数的确定,为日后类似工程宽尾墩设计提供一定的参考。

尾墩体型优化对消减南水北调典型渡槽水位波动的效果研究

南水北调中线工程大流量输水期间,部分渡槽出现尾墩下游尾涡交替作用及槽身段水位大幅波动现象,严重影响工程的输水稳定及结构安全。针对提出的“渐收缩、加长尾墩”用以破除尾涡、消减水位波动的尾墩体型优化方案,采用RNG k-ε模型和VOF方法,研究不同尾墩型式及尾墩长度对消波控制的效果,并确定了适宜的工程措施。研究结果表明,在各类常见墩体型式中,椭圆形尾墩对消波控制效果最佳;当其墩体加长至8 m时,消波控制效果显著,可有效改善槽身水流流态和水力特性;尾墩长度超过一定范围后,对槽身段水位波动的消减效果提升较小,推荐墩体长度采取8 m左右,兼顾控制水位波动效果和工程投资最少要求。