本文關鍵詞：閘前漂浮物對過閘水流結(jié)構影響的試驗分析與數(shù)值模擬

  更多相關文章： 漂浮物 閘孔出流 堰流 流速分布 綜合流量系數(shù) 過流能力

【摘要】：我國南方的許多水閘在運行過程中長期受到漂浮物的侵擾,緊密的覆蓋層與河道邊界共同組成相對封閉的水流邊界,造成過流斷面的濕周增加,使得有效過水段面減小,過流邊界的改變勢必會給閘前水流結(jié)構和過流能力帶來影響,尤其漂浮聚積層對過閘水流的阻力作用,嚴重威脅到水閘的行洪度汛。本文將在國內(nèi)外對于有植被河道水流問題研究的基礎上,結(jié)合水力學基本理論及水閘出流的理論,通過物理模型試驗和數(shù)值模擬來定量分析閘前有漂浮覆蓋層時的閘前斷面流速和沿程水位的變化情況,并以此為基礎總結(jié)各工況下水閘過流能力的變化規(guī)律。本文主要得出以下結(jié)論：物理模型試驗中,閘孔出流相同工況下,布置了覆蓋層的閘前水位會比之前有明顯的降低,層下的流速不再呈半對數(shù)“J”分布,而是近似呈魚肚形“)”分布,堰流時覆蓋層的上游水位較之前有了明顯的上漲,覆蓋長度越長對水流的沿程阻力則越大,上游水雍也越明顯。布置了覆蓋層的閘孔出流綜合流量系數(shù)M1較未布置時有所增加,流量修正系數(shù)Ks1；布置了覆蓋層的堰流綜合流量系M2較未布置時有所減小,流量修正系數(shù)Ks’1。根據(jù)實測的堰流出流數(shù)據(jù),擬合出單一厚度覆蓋層的流量修正系數(shù)Ks’相對于上下游水位hs/H1和覆蓋層長度L1之間的關系。利用數(shù)值計算軟件詳盡而直觀地分析了覆蓋層對閘前三維流場的影響情況,發(fā)現(xiàn)無論是閘孔出流還堰流情況,上游水流流經(jīng)覆蓋層段時都會繞過表層的覆蓋層,被迫下潛到覆蓋層的下方,覆蓋層區(qū)域幾乎沒有流體通過。閘孔出流時覆蓋層會提高水閘的過流能力；堰流時覆蓋層則會消弱水流的過堰能力,并且這種消弱作用隨著覆蓋層的增長而增加。將數(shù)值計算得出的流速分布和過流能力與試驗實測值進行了比較,兩者吻合較好。
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV66;TV135

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本文編號：1151813