前置掺气坎角度对溢流坝阶梯面消能特性的影响

发布时间：2017-07-25 16:31

  本文关键词：前置掺气坎角度对溢流坝阶梯面消能特性的影响

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【摘要】：将掺气坎布置在宽尾墩出口和阶梯溢流坝首级台阶的中间位置,能有效减小高坝泄水建筑物在高速水流作用下发生空蚀和冲刷破坏的概率。利用水气两相流模型并联合RNG k-ε模型,模拟计算不同前置掺气坎角度对溢流坝阶梯面掺气浓度和消能特性的影响,前置掺气坎角度依次取8°,10°和11.3°。其中模型采用VOF方法对自由水面进行处理,利用几何重建方式对水气面附近进行插值,采用PISO算法和非定常流算法进行计算。模拟计算结果表明,在不同前置掺气坎角度下,阶梯面平均掺气浓度沿程变化趋势为总体减小并在后几级台阶处保持不变;在靠近掺气空腔后的台阶处,沿阶梯水平近壁面凹角到凸角方向,掺气浓度的变化趋势为先减后增,而沿阶梯面垂直近壁面凹角到凸角方向,掺气浓度的变化趋势为先增后减,且同一断面的掺气浓度随前置掺气坎角度的增加而逐渐增加;在靠近反弧段的阶梯上,沿阶梯水平近壁面凹角到凸角方向,掺气浓度的变化趋势为逐渐增大,而沿阶梯面垂直近壁面凸角到凹角方向,掺气浓度的变化趋势为逐渐减小,随着前置掺气坎角度的增加,同一断面掺气浓度随着增大,且泄水建筑物消能率随之增大。
【作者单位】： 昆明理工大学现代农业工程学院;河海大学水文水资源学院;
【关键词】： 前置掺气坎角度 阶梯溢流坝 工程水力学 数值模拟 掺气特性 消能特性
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51569010) 水利部公益性行业专项经费项目(201101042)
【分类号】：TV652.1;TV135.2
【正文快照】： 阶梯式溢流坝消能工在距今两千多年前已被应用于水利工程中,它主要利用水流流经阶梯坝面时形成的旋滚、碰撞等作用进行沿程消能,在小单宽流量和低流速工程中使用广泛,其消能效果较好且在溢流面不容易发生空化空蚀破坏[1]。随着材料工艺和筑坝技术的日益提高,高坝建筑物被更多

【参考文献】

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本文编号：572245