本文選題：臺階式溢洪道　切入點：水力特性　出處：《青海大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：泄水建筑物在水利工程中具有至關(guān)重要的地位,起著宣泄水庫水流和保證水利工程安全的作用。臺階式溢洪道作為泄水建筑物中新型消能工,它具有縮減工期、消能率高等優(yōu)點,但其壩面水流流態(tài)較為復(fù)雜,且與大氣相接觸,水流中摻入大量氣體,產(chǎn)生水氣兩相流。水流產(chǎn)生的摻氣、空蝕、脈動等現(xiàn)象會對溢洪道產(chǎn)生重大影響,甚至危害泄水建筑物的安全。本文結(jié)合青藏高原某水庫臺階式溢洪道,運用水工物理模型與數(shù)值模擬兩種手段對其水力學(xué)問題作了研究。物理模型試驗共設(shè)計了四種體型,觀測了不同流量時水流的流態(tài)、壓強特性和消能特性等;通過FLUENT軟件針對一種臺階體型對溢洪道作數(shù)值計算。主要研究成果:臺階溢流壩面上的水流流態(tài)大致劃分成滑行水流、過渡水流和跌落水流;研究分析了不同臺階式溢洪道體型水面線和流速的分布規(guī)律;通過測量各臺階測點時均壓強和脈動壓強以及分析其數(shù)據(jù)可知,水平面上的時均壓強沿臺階凹角向外緣方向先有所降低,隨后慢慢增加,臺階豎直面時均壓強會形成負(fù)壓區(qū),臺階水平面上的脈動壓強在凸角處最大,臺階各測點時均壓強和脈動壓強強度沿程均呈波浪式發(fā)展;同時對不同臺階體型下沿程消能率的分布情況以及影響因素作了研究,并分析了其消能機理;數(shù)值模擬方法在臺階式溢洪道計算上是安全可靠的,能夠快速詳細(xì)的獲得其水力參數(shù)。
[Abstract]:As a new type of energy dissipator in the water discharge structure, the stepped spillway is a new type of energy dissipator, which has the function of reducing the duration of the project, because it plays an important role in water conservancy engineering, and plays an important role in discharging the reservoir water and ensuring the safety of the water conservancy project. The energy dissipation rate is high, but the water flow pattern on the dam surface is more complicated, and it is in contact with the atmosphere, and a large amount of gas is mixed in the water flow, which produces a two-phase flow of water and gas. The phenomena of aeration, cavitation erosion and pulsation produced by the water flow will have a significant impact on the spillway. In this paper, hydrophysical model and numerical simulation are used to study the hydraulic problems of a stepped spillway of a reservoir on the Qinghai-Tibet Plateau. The flow state, pressure characteristics and energy dissipation characteristics of the flow are observed at different flow rates, and the spillway is numerically calculated by FLUENT software for a kind of step shape. The main research results are as follows: the flow pattern on the stepped spillway surface is roughly divided into sliding flow. The distribution law of surface line and velocity of different stepped spillways are studied and analyzed. By measuring the average pressure and pulsating pressure of every step measuring point and analyzing the data, it is known that, The time average pressure on the horizontal plane decreases at first along the concave angle of the step to the outer edge, and then increases slowly. The average pressure on the vertical plane of the step will form a negative pressure zone, and the pulsating pressure on the horizontal plane of the step is the largest at the convex angle. The average pressure and pulsating pressure intensity along the steps are all wave-like, and the distribution of the energy dissipation rate along the different steps and the influencing factors are studied, and the energy dissipation mechanism is analyzed. The numerical simulation method is safe and reliable in the calculation of stepped spillway, and the hydraulic parameters can be obtained quickly and in detail.
【學(xué)位授予單位】：青海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TV135.2

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本文編號：1627113