输水明渠的无压隧洞及进口过渡段水动力性能研究

发布时间：2020-12-23 16:54

　　无压隧洞是输水明渠中的一种常用形式,与上游渠道通常通过收缩过渡段连接。隧洞及进口过渡段内水动力性能对工程输水能力有关键影响,而输水能力是保障输水工程效益的基础。因此本论文以输水能力为导向,对无压隧洞及进口过渡段的水动力性能展开研究,并以此指导工程优化。对于无压隧洞均匀流,提出以一种改进的雷诺应力模型模拟。该模型根据水面附近紊动能在各方向分配比例,在雷诺应力输移方程的水面反射项中引入与充满度有关的折减系数,并修正了水面边界条件中紊动能耗散率表达式中的参数值。与具有不同尺寸及壁面粗糙度的圆形明渠均匀流试验结果对比表明,该模型可很好地模拟出断面内二次流导致的最大流速位于水面以下的现象,尤其在高充满度条件下,与原雷诺应力模型相比能对水面附近流速分布给出更准确的结果。对马蹄形隧洞均匀流,通过试验测量,结合改进的雷诺应力模型模拟,研究了不同充满度条件下,断面内由紊动各向异性驱动的二次流的形态特征,及其对纵向流速、紊动强度和底部切应力分布的影响。当充满度不小于50%时,纵向最大流速位于水面以下,纵、横向紊动强度在远离渠底区随垂向位置上升先减小再增加;当充满度小于50%时,纵向最大流速位于水面,纵向紊... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

明渠流速分布垂向分区示意图

矩形断面明渠二次流示意图

图 1.3 无压隧洞断面形式示意图（a）圆形（b）城门洞形（c）马蹄形（d）平底圆形无压隧洞均匀流研究主要基于均匀流公式和达西-魏斯巴赫的层面展开计算过流能力和流动阻力（科津和霍耀东，198

【参考文献】：
期刊论文
[1]新疆克拉玛依西干渠4~#输水隧洞进口改建方案[J]. 李鹤.  水科学与工程技术. 2016(04)
[2]新疆某输水工程无压隧洞的断面优化设计[J]. 雷震霄.  水利科技与经济. 2016(06)
[3]梯形明渠–马蹄形隧洞过渡段流动形态与局部水头损失研究[J]. 吴永妍,刘昭伟,陈永灿,杨玉峰.  水力发电学报. 2016(01)
[4]Experimental study of the flow structure of decelerating and accelerating flows under a gradually varying flume[J]. 王协康,易子靖,闫旭峰,黄尔,刘兴年.  Journal of Hydrodynamics. 2015(03)
[5]引汉济渭大型深埋无压隧洞断面优化设计[J]. 罗涛,王大川,王灿.  人民黄河. 2014(12)
[6]基于五点法的矩形渠道流量自动检测系统[J]. 张永青,周义仁.  中国农村水利水电. 2014(05)
[7]明渠恒定均匀流试验中尾门的影响范围[J]. 陈槐,李丹勋,陈启刚,王兴奎.  实验流体力学. 2013(04)
[8]基于超高频雷达的流量测量算法研究:以长江武汉段为例[J]. 李自立,王才军,李永辉.  武汉大学学报(理学版). 2013(03)
[9]大型复杂河网一维动态水流-水质数值模型[J]. 朱德军,陈永灿,刘昭伟.  水力发电学报. 2012(03)
[10]明渠规则断面流量测量方法研究[J]. 胡云进,陈国伟,郜会彩.  水文. 2009(05)

博士论文
[1]弯曲河道水流结构及河道演变模拟方法的改进和应用[D]. 周建银.清华大学 2015
[2]基于高频PIV的明渠湍流涡结构研究[D]. 陈启刚.清华大学 2014
[3]明渠非均匀流糙率系数及水力特性研究[D]. 何建京.河海大学 2003

硕士论文
[1]明渠均匀流糙率系数及紊动特性试验研究[D]. 杨岑.西北农林科技大学 2010
[2]引黄济津应急调水工程河北段输水能力研究[D]. 刘风华.河海大学 2006



本文编号：2934031