發(fā)布時(shí)間：2020-08-05 12:42

【摘要】：水閘在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,常常由于流量大、消能不充分等導(dǎo)致閘下游邊坡及海漫會(huì)有不同程度沖刷破壞,甚至建筑物損壞,直接影響水閘興利作用和運(yùn)行的安全。因此,對(duì)水閘閘后水流如何有效地消除水流能量進(jìn)行分析研究顯得非常重要,可以通過(guò)合理選擇消力池結(jié)構(gòu)形式、增加輔助消能工等方法提高消能效果。本文以成子河分洪閘為研究對(duì)象,借助水工整體模型試驗(yàn),對(duì)閘下消力池和海漫段消能效果及流態(tài)進(jìn)行觀測(cè)分析,并采用流體計(jì)算軟件FLUENT對(duì)該分洪閘進(jìn)行了相關(guān)數(shù)值計(jì)算。采用Gambit軟件建立水閘整體數(shù)值模型,采用Realizable k-ε紊流模型和VOF法對(duì)該分洪閘進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。本文的主要研究?jī)?nèi)容和研究成果如下:(1)依照水工整體模型試驗(yàn)的相似準(zhǔn)則,通過(guò)正態(tài)物理模型試驗(yàn),觀測(cè)閘下的水流流態(tài)及對(duì)下游消能設(shè)施、河床沖刷的影響。形成合理可行的消能設(shè)計(jì)方案,可為水閘建設(shè)和管理提供必要依據(jù)。(2)通過(guò)對(duì)水閘單曲線溢流堰消能結(jié)構(gòu)方案模型試驗(yàn)研究,結(jié)果表明消力池底板負(fù)壓較大,二級(jí)消力池和海漫斜坡段急流區(qū)較長(zhǎng),閘下游水流出現(xiàn)回旋,其消能效果不理想。對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛦吻�溢流堰消能結(jié)構(gòu)方案消能措施進(jìn)行合理優(yōu)化,并對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行水力特性模型試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,模型最終優(yōu)化布置方案在二級(jí)消力池斜坡段合理設(shè)置三道消力坎,海漫斜坡合理布置兩道消力坎后,其海漫段水流流態(tài)平穩(wěn),出流能與海漫下游河床良好的銜接。(3)在單曲線溢流堰消能結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案基礎(chǔ)上,對(duì)水閘模型二級(jí)消力池結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),提出雙曲線溢流堰二級(jí)消能結(jié)構(gòu)方案,并對(duì)該方案模型進(jìn)行閘下水力特性試驗(yàn)研究,對(duì)比分析兩種方案試驗(yàn)結(jié)果。其結(jié)果表明,雙曲線溢流堰二級(jí)消能結(jié)構(gòu)方案消能效果更為理想。(4)采用Realizable k-ε紊流模型對(duì)該分洪閘模型單曲線溢流堰消能結(jié)構(gòu)方案、單曲線溢流堰消能結(jié)構(gòu)最終優(yōu)化布置方案和雙曲線溢流堰消能結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。通過(guò)對(duì)各方案過(guò)閘水流的數(shù)值模擬,分析流場(chǎng)和壓力場(chǎng)分布,計(jì)算結(jié)果大體與模型試驗(yàn)相吻合。進(jìn)而對(duì)比分析數(shù)值計(jì)算和模型試驗(yàn)結(jié)果,結(jié)果表明數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果大致相同。
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TV66;TV135
【圖文】：

邐姚名盼成子河分洪閘消能試驗(yàn)研究及水力特性數(shù)值模擬邐１９逡逑總體流態(tài)較好，沒(méi)有回旋區(qū)，流入閘孔前水流均勻平緩。閘下游流態(tài)，閘后下游段面層逡逑流態(tài)，水流經(jīng)過(guò)二級(jí)消能后的下游海漫段入口段水流流速較大，臨近防沖槽右側(cè)有微速逡逑回旋區(qū)；閘后底層下游近防沖槽左右兩側(cè)有微速回旋區(qū)，水流整體能平順的進(jìn)入下游河逡逑道。單曲線溢流堰消能結(jié)構(gòu)方案面層、底層流態(tài)圖如圖２－８，邋２－９所示。逡逑一＂＿＿逡逑

二級(jí)消力池設(shè)計(jì)成曲線溢流堰后，加快能量耗散、減小斜坡段的水流流速，使存在急流逡逑區(qū)長(zhǎng)度相比最終優(yōu)化布置方案縮短許多，有利于工程的安全的運(yùn)行。試驗(yàn)觀測(cè)工況二下逡逑消力池平面流態(tài)圖如圖３－９所示。逡逑媝感、、逡逑ｍｍ．逡逑圖３－９試驗(yàn)工況二下消力池平面流態(tài)圖逡逑

擎．．、n�，具辶x賢跡常保吧嫌蔚撞懔魈煎甕跡常保畢掠蔚撞懔魈煎義希ǎ常┎煌日⑾孿芊治鰣義細(xì)媚Ｐ褪匝櫸槳敢讕葑鈧沼嘔賈梅槳干柚玫乃鬧止た觶煌⒚趴認(rèn)露哉⑾孿義狹Τ氐裝寮安糠趾Ｂ蔚裝逖沽νü庋構(gòu)芙辛坎�，俄崌娄的水面标竾银行了兼@�。辶x細(xì)鞴た魷虜獾悴庋構(gòu)芏潦攵雜ξ恢盟姹旮卟鈧狄煥辣砑恚常保粗簾恚常保�。辶x媳恚常保湊⒚趴齲埃擔(dān)聿獾悴庋構(gòu)芏潦攵雜ξ恢盟姹隁儼鈧狄煥辣恚ǖノ唬海硭╁義蟸|邐１邐２邐３邐４邐５邐６邐７邐８邐９邐１０邐１１邐１２邐１３邐１４逡逑、邋王況一邋－０．２５邐－０．４邐０．０５邐０．０５邐０．０５邐０．０５邐－０．４邐－０．６５邐－０．１５邐－０．２邐０．０５邐０．１邐０．０５邐０逡逑差邋邐逡逑值逡逑工況二－０．１５邐－０．２５邐０．２邐０．１邐０．０５邐０．０５邐－０．３邐－０．５邐－０．０５邐－０．１５邐０．１邐０．０５邐０．０５邐０逡逑表３－１５閘門開度０．８ｍ測(cè)點(diǎn)測(cè)壓管讀數(shù)與對(duì)應(yīng)位置水面標(biāo)氋差值一覽表（單位：ｍ水柱）逡逑＾；｜邐１邐２邐３邐４邐５邐６邐７邐８邐９邐１０邐１１邐１２邐

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本文編號(hào)：2781570