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坪山水库泄洪洞水工模型试验及三维数值模拟

发布时间:2021-01-18 06:01
  随着我国社会主义现代化建设进入新时代,加速重点水利工程建设,充分发挥水利建设经济支撑功能和生态环境效应依然十分重要。在水利水电工程建设中,高水头泄水建筑物的体型优化、泄流能力、掺气减蚀等问题依然十分突出,因此,对高水头泄水建筑物体型和水力特性的研究依然十分必要。本论文以纳雍县坪山水库泄洪洞为研究目标,通过建立泄洪洞的水工模型及放水观测试验,对原设计方案进口边墩体型进行了修改完善,并提出了基本方案。在此基础上,结合FLUENT计算软件,对泄洪洞基本方案的泄流能力、体型优化、掺气减蚀等问题进行了深入的试验研究和数值模拟分析,主要研究内容及成果如下:(1)观测了原方案不同频率洪水及弧门开度时泄洪洞各部位流态、沿程水面线及流速分布;发现了进口边墩两侧绕流明显,溢流堰面水流不稳等问题。通过对边墩上延和体型进行修改,使泄洪洞进口和溢流堰面上流态得到了较大改善。(2)通过对基本方案泄槽段断面掺气水深、流速、及空化数进行分析发现,泄洪洞0+454m断面的平均流速为28m/s,已属于高速水流,其水流空化数为0.30左右,说明陡槽下段需要增设掺气设施。经过不同掺气槽坎组合方案的比选,确定了掺气设施的合理位... 

【文章来源】:西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:69 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

坪山水库泄洪洞水工模型试验及三维数值模拟


模型上游库区地形范围Fig.2-1Thesimulationcontextofmodelupstreamreservoirterrain

下游河道,范围,模型,有机玻璃


游地形定床部分全部用水泥砂浆抹面模拟,进出口及下游护坦和浆面模拟。采用有机玻璃制作泄水建筑物泄洪洞全程,并且有机玻璃似要求。图 2-1 模型上游库区地形范围Fig.2-1 The simulation context of model upstream reservoir terrain

泄洪洞,总体布置图,当量粒径,模型沙


= √ (2-1)式中 Vk— 抗冲流速(m/s);D — 当量粒径(m);K — 岩性系数,一般取 K=5~7。可知模型沙当量粒径应取 13.8mm~27.0mm,试验选用的模型沙粒在 10m30mm 之间,中值粒径 d50为 18.0mm。经估算,下游冲坑深度为 25m 左右。下游冲刷试验时,结合泄洪洞出口地质情剥除表面覆盖层及冲积料,厚度取 2.0m,模拟强风化层下部的弱风化层岩石。同田河主河道比降大,平均为 35‰,泄洪洞出口下游消能区相对缓些,以 30‰估算床动床铺沙高程,自出口 0+530m 处,从 1583m 逐渐过渡到末端 1578m。模型采用下游量水系统。模型平面总体布置见附图 2-3,泄洪洞设计体型见2-4。


本文编号:2984417

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