台阶式溢洪道水力特性新探

发布时间：2023-04-05 17:11

　　台阶式溢洪道是将传统光滑溢洪道坡面修建成台阶状的溢洪道,同时具备下泄水流和消耗水能两种功能。采用逐台阶累积消能的方式消耗水流能量,具有较高的消能率。台阶式溢洪道广泛应用于水利工程中,其水力特性一直是研究的热点,本文依托模型试验探讨了台阶的压强分布、掺气以及消能率。同时考虑到传统光滑溢洪道坡面本身具有一定的糙率,对下泄水流具有阻碍作用,单纯从台阶溢洪道水力特性的角度并不能够充分论证台阶结构对水流的影响。因此,将台阶式溢洪道与同体型光滑溢洪道进行对比分析,通过研究相对水力参数,探索台阶式溢洪道的水力特性,主要结论如下:(1)台阶溢洪道渥奇面与起始台阶连接方式不同时,单个台阶压强分布规律比较一致,压强值差异较大。(2)台阶高度对消能率的影响程度与单宽流量有密切关系。当单宽流量较小时,台阶高度的变化对消能率的影响比较微弱,而在大单宽流量下台阶消能率对台阶高度的改变相对敏感。(3)引用了无量纲数——台阶流程长度与断面平均水深的比值(L/h),研究发现相对消能率△η和L/h表现为线性递增规律。L/h一定时,相对消能率随台阶高度、单宽流量和溢洪道坡度的增加而增大。(4)台阶水流为滑行水流时,非均匀流...

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【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 台阶式溢洪道的研究背景
    1.2 台阶式溢洪道的研究方法
        1.2.1 物理模型试验
        1.2.2 数值模拟
    1.3 台阶式溢洪道的研究现状
        1.3.1 流态分类
        1.3.2 水面线特性
        1.3.3 压强特性
        1.3.4 掺气特性
        1.3.5 消能特性
    1.4 台阶式溢洪道的应用现状
    1.5 研究意义与研究内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
第二章 台阶式溢洪道水力特性的研究
    2.1 模型试验概况
    2.2 压强特性
        2.2.1 单个台阶压强的分布规律
        2.2.2 不同连接方式下压强差的分布规律
    2.3 掺气特性
    2.4 消能特性
        2.4.1 消能率的计算
        2.4.2 不同台阶高度下消能率的变化规律
    2.5 本章小结
第三章 台阶式溢洪道相对消能率的研究
    3.1 引言
    3.2 相对消能率的概念
    3.3 相对消能率的计算
    3.4 相对消能率的影响因素
        3.4.1 单宽流量
        3.4.2 台阶高度
        3.4.3 坡度
    3.5 相对消能率的拟合公式
    3.6 本章小结
第四章 台阶式溢洪道流速水头的研究
    4.1 引言
    4.2 台阶流速水头的影响因素
        4.2.1 单宽流量
        4.2.2 台阶高度
        4.2.3 坡度
    4.3 相对流速水头的概念及影响因素
        4.3.1 相对流速水头的概念
        4.3.2 单宽流量
        4.3.3 台阶尺寸
        4.3.4 坡度
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3783799