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泄洪洞突扩突跌掺气水流特性的数值模拟研究

发布时间:2018-08-16 10:28
【摘要】:如何防止泄水建筑物的空蚀破坏是高坝建设中面对的关键问题之一。掺气减蚀技术被大量的工程实践证明是经济而又有效的防空蚀破坏技术。在特殊的水力及边界条件下,不光是流道的底板,边墙也会遭受空蚀破坏。但是,到目前为止这方面仍缺乏系统而又有效的研究。 为了避免泄水建筑物全过水断面受到空蚀破坏,必须采用侧墙和底板联合掺气减蚀措施。本文通过三维紊流数值模拟的方法研究泄洪洞有压出口突扩突跌掺气水流特性、掺气空腔特性、动水压力的沿程分布、水流掺气浓度的分布及变化规律、掺气减蚀有效保护长度等内容。 本文在总结前人研究成果的基础上,选用欧拉方法的RNGk-ε紊流模型对侧墙及底部联合掺气减蚀的水力特性进行三维数值模拟,将计算结果同试验值进行对比分析,得出了不同掺气坎后水流流态、侧空腔和底空腔特性的影响因素、水流冲击区的压力分布规律、水流掺气浓度的分布及其衰减规律和有效掺气保护长度。为高坝工程泄水建筑物的掺气减蚀设施的应用提供更加可靠的理论依据。
[Abstract]:How to prevent cavitation damage of drainage structures is one of the key problems in the construction of high dams. Aeration corrosion reduction technology has been proved to be an economical and effective anti-air erosion and destruction technology by a large number of engineering practices. Under special hydraulic and boundary conditions, not only the bottom of the channel, but also the side wall will be destroyed by cavitation. However, so far, there is still a lack of systematic and effective research. In order to avoid cavitation erosion damage to the whole water passing section of the drainage structure, the aeration erosion reduction measures of side wall and bottom plate must be adopted. In this paper, the characteristics of aeration flow, aeration cavity, hydrodynamic pressure along the course of hydrodynamic pressure, the distribution and variation of aeration concentration of water flow are studied by means of three-dimensional turbulent numerical simulation. The effective protection length of aeration to reduce corrosion and so on. On the basis of summarizing the previous research results, the RNGk- 蔚 turbulence model of Eulerian method is used to simulate the hydraulic characteristics of side wall and bottom combined aeration to reduce corrosion, and the calculated results are compared with the experimental data. The influence factors of water flow state, side cavity and bottom cavity characteristics, pressure distribution of water flow impact zone, the distribution of aeration concentration and its attenuation law and effective aeration protection length are obtained. It provides a more reliable theoretical basis for the application of aeration erosion reduction facilities in high dam project.
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TV135.2

【参考文献】

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本文编号:2185708

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