灌区明渠过渡段平面大扩散角水力特性分析研究

发布时间：2021-11-01 18:54

　　针对明渠过渡段扩散角水力特性问题,引入流场分析计算理论,研究有、无控控向导流设施下明渠过渡段水力特性及无控向导流设施下流场内存在回流区,且回流区随过渠流量增大,占流场比重与回旋流速均增大;压力分布场中在高过渠流量下会出现逆压力分布,流场不稳定性增加;流速矢量方向偏移程度亦出现变化。研究结果为明渠过渡段翼角控向导流对水力特性影响提供一定参考。 

【文章来源】：水利规划与设计. 2020,(07)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

明渠过渡段几何模型

由于明渠过渡段上流层分布较多，特征流层取迭代步长为T=6000step，水深为0.12m，分别获得三个流量工况下流场特征云图，如图3所示。从整体来看，三个流量工况下的无控向导流明渠设施均出现了回流现象，且回流区域主要集中在Y负向，长度约有8m,Y正向流速分布最低，流量40L/s下，主流流速约为0.35～0.6m/s。随着无控向导流设施中过渠流量增大，仍然存在显著回流，且回流区域仍维持在Y负向，且长度有所增加，流量50L/s时回流区长度约为9m，而30L/s下回流区仅6m;另一方面，回流强度亦有所增加，流量50L/s时回流区最大流速值是30L/s的3.25倍。即无控向导流设施特征断面中在各过渠流量下均存在回流区，当流量值增大时，回流区强度与回流区占流场比重愈多，相应的在回流区主流挤压作用愈强。图3 流场特征云图

图2 过渡段扩散角数值模型针对扩散角区域流场特征，给出大扩散角与过渡段连接区域压力场云图，如图4所示。从图4中可看出，三个流量工况下压力强度均呈由渠道外侧逐渐增大至末端，其中发生重要转变点即是在连接点区域处。在小流量工况下，衔接点区域压力强度呈外侧窄断面缓步增大至宽断面，过渡段递增的层次效应显著;随过渠流量增大，窄断面的较小压力强度逐渐蔓延至宽断面内，且在转角处出现有逆压力场，即在流量40、50L/s出现有600Pa的压力分布。分析表明，由于过渡段衔接区域收到翼角约束影响，整体上随过水断面的突变型，压力场分布逐渐变大，但当处于高过渠流量时，主流的高强度会挤压主要流线，而在一些转角区域上由于过度效应，反而会出现较小压力场，即逆压力分布。

【参考文献】：
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本文编号：3470624