乌东德水电站明满流尾水洞瞬态水力特性研究

尾导结合的水电站,在水力过渡过程中会出现明满流交替出现的情况。本文采用基于虚拟狭缝法的一维计算和基于VOF模型的三维计算,研究了明满流水电站过渡过程中的调压室涌浪、明满流分界面移动、尾导结合处水深等问题。结果表明:有压流和明满流工况下,一维计算和三维计算的调压室涌浪周期差值在8 s以内,有压流工况的差值小于1s,两者吻合度较高;尾水洞顶压力随时间做周期性衰减运动,明流区洞顶压力为零,满流区洞顶压力与水深正相关;明满流分界面向下游移动速度较快时,会产生一系列的残留气囊;通过尾导结合处的弗劳德数随时间的变化规律可知,该水电站在低水位甩负荷的过渡过程中未产生断流。

乌东德水电站尾导结合处的转弯半径研究

导流洞作为尾水洞使用可减少围岩开挖量,节省工期和成本,但尾导结合的布置方式会导致在下游尾水位较低时出现明满流交替现象,尾导结合处的转弯半径也会影响该处的流速和水深。采用基于特征线法和虚拟狭缝法的一维计算与基于VOF模型的三维计算相结合的方式,研究了过渡过程中尾导结合处的转弯半径对流态和水深的影响。结果表明,转弯半径越小,尾导结合处速度越大,甩负荷初始阶段流出调压室流量越大,调压室最低涌浪出现的时间越快,最低涌浪数值越小;有压流工况下的一维计算与三维计算结果吻合度较好,明满流工况下有一定的误差;尾导结合处转弯半径对明满流的波动范围及尾导结合处水深的影响较小。