低水头非完全宽尾墩三维流场数值模拟
本文选题:非完全宽尾墩 + 横向扩散 ; 参考:《华中科技大学学报(自然科学版)》2017年05期
【摘要】:为解决常规物理模型试验受观测手段限制难以全方位研究深尾水消力池内水力学参数的问题,借助RNGk-ε紊流模型结合VOF方法对比研究深尾水作用下平尾墩及非完全宽尾墩试验方案下游消力池内流场变化,并揭示非完全宽尾墩消能机理.研究结果表明:受溢流堰纵向长度及下游消力池内深尾水限制,平尾墩底流式淹没水跃逼近溢流堰顶,消力池内消能紊动不足,出池水流形成强烈二次水跃;非完全宽尾墩则束窄部分溢流堰闸室过流断面促使形成纵向拉伸挑射水舌,利用各相邻闸室非对称出闸水流、增强消力池内入池水流横向流速梯度和水位落差,加剧消力池内入池水流横向扩散、交汇,在消力池上游区域形成由底层至表层的大幅度立轴旋滚,显著增强消力池内能量耗散,降低出池水流流速,取得较好的消能效果.
[Abstract]:In order to solve the problem that it is difficult to study the hydraulics parameters in the deep tail water stilling pool in the conventional physical model test, Based on RNGk- 蔚 turbulence model and VOF method, the variation of flow field in the downstream stilling tank under the action of deep tail water and incomplete wide tail pier is studied, and the energy dissipation mechanism of incomplete wide tail pier is revealed. The results show that due to the longitudinal length of the overflow Weir and the deep tail water in the downstream stilling pool, the bottom flow submerged water jump of the flat tail pier approaches the top of the overflow Weir, the energy dissipation in the stilling pool is insufficient, and the water flow in the outlet pool forms a strong secondary water jump. The cross section of the gate chamber of the partial overflow Weir with incomplete wide tail piers leads to the formation of longitudinal stretching and ejecting water tongue, and the use of non-symmetrical sluice flow in each adjacent gate chamber to enhance the lateral velocity gradient and the water level drop of the inlet pool in the stilling pool. The horizontal diffusion and intersection of the flow into the pool in the stilling pool are aggravated, and a large scale vertical rotation rolling from the bottom to the surface is formed in the upstream area of the stilling pool, which significantly increases the energy dissipation in the stilling pool, reduces the flow velocity of the outlet pool, and achieves a better energy dissipation effect.
【作者单位】: 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51479145)
【分类号】:TV135.2
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,本文编号:1996597
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