侧向挑入消力池的岸边溢洪道水力特性研究

发布时间：2021-11-11 15:24

　　针对岸边溢洪道从侧面挑入与其平行布置的已有消力池来消能的布置形式,采用数值模拟方法研究了高程和流量对挑坎（а=45°）及消力池水力特性的影响。结果表明,随着泄流量逐渐增大,挑坎内最大水深、最大压力及消力池最大压力均逐渐增大,挑流水舌入水长度与纵向入水长度均逐渐增大;随着挑坎与消力池高差的减小,挑坎最大水深和最大压力均逐渐增大,而消力池最大压力变化较小。拟合得挑坎最大水深和最大压力的定量计算公式,从而为该型岸边挑坎的工程设计提供了参考。 

【文章来源】：水电能源科学. 2020,38(09)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

岸边溢洪道布置图

图2为H=38m、Q=4 206m3/s时岸边溢洪道典型的流态。由于挑坎内侧水流无边墙束缚，该部分水流在水体自由扩散与挑坎倾斜底板的共同作用下直接挑入消力池消能；剩余部分水体则继续沿挑坎外侧边墙向下游流动，并在挑坎末端曲线段边墙与倾斜底板的共同作用下翻卷进入池内消能。在空中，挑流水舌在横、纵向上均实现了比较充分的拉伸扩散，同时挑坎外侧水舌在空中翻卷时与外界空气充分接触可达到良好的掺气效果，有利于挑射水流进入水垫后流速的迅速衰减与紊动剪切消能的大幅增强。同时，水舌的入水形态为一个连续的“∩”型，大幅增大了水舌入水面积，可尽可能充分地利用消力池内水体进行消能，从而降低水舌对消力池底板的冲击荷载。2.3 计算结果验证

数值计算结果采用文献[2]的试验结果进行验证，H=43m、Q=4 206m3/s时挑坎外侧边墙水深对比结果见图3(a），表明数值计算的挑坎外侧边墙最大水深位置与文献[2]相同，都在曲线段末端位置，且沿程水深计算值与文献[5]结果吻合，最大绝对误差不超过2.5%。此外，选择y=15、18m曲线侧墙上两个铅直断面的压强值与文献[2]试验结果进行对比验证，见图3(b）。由图3可知，曲线段侧墙各断面压强沿铅直向从下到上逐渐减小，挑坎侧墙无异常的压强分布，计算值与文献[2]试验结果最大绝对误差不超过3%，二者吻合良好。综上所述，数值模拟结果与文献[2]试验结果吻合，模拟结果可靠，可进行下一步分析论证。3 结果与讨论

【参考文献】：
期刊论文
[1]倾斜底板角度对侧向挑入消力池的岸边溢洪道的影响[J]. 海琴.  水电能源科学. 2019(06)
[2]岸边溢洪道侧面挑入消力池消能方式研究[J]. 刘文,邓军,卫望汝,夏鹏飞,刘孝轩.  水力发电学报. 2015(04)
[3]自由表面流动数值模拟方法的探讨[J]. 陈大宏,李炜.  水动力学研究与进展（A辑）. 2001(02)

硕士论文
[1]挑流、底流联合消能研究[D]. 杨涛.大连理工大学 2009



本文编号：3489097