發(fā)布時(shí)間：2021-04-23 18:10

　　臺階溢洪道相較于傳統(tǒng)光滑溢洪道而言,施工方便,大大縮短了工期,同時(shí)可提高消能率,減小下游消力池長度,節(jié)省工程量。但大單寬流量過流時(shí),過水?dāng)嗝嫠钤黾?會出現(xiàn)水流摻氣濃度減小及消能率降低問題。采用臺階溢洪道與寬尾墩聯(lián)合消能的方式可以滿足大單寬過流條件,然而臺階卻增加了過流面的不平整度,致使近底水流流態(tài)復(fù)雜,臺階內(nèi)易出現(xiàn)負(fù)壓,特別是底部水流流速較高時(shí),臺階面摻氣濃度不足,更容易出現(xiàn)空蝕破壞風(fēng)險(xiǎn)。為了探索臺階面近底水流可能出現(xiàn)的破壞機(jī)理,本文以魯?shù)乩こ虨檠芯繉ο?在模型試驗(yàn)基礎(chǔ)上,利用數(shù)值模擬計(jì)算方法對與X型寬尾墩聯(lián)合的臺階溢洪道近底水流水力特性進(jìn)行了研究,主要結(jié)論如下:（1）沿臺階面法線方向,受旋滾水流影響,水流斷面壓強(qiáng)自凹角處開始,在水深0～0.4m范圍內(nèi)先減小,隨后在0.4m～1.15m范圍內(nèi)增大,1.15m以上基本脫離旋滾水流影響,則壓強(qiáng)緩慢減小,表現(xiàn)為靜水壓力分布,與光滑明渠水流趨于平穩(wěn)的壓強(qiáng)分布規(guī)律基本相同。（2）對臺階溢洪道而言,滑移流水流可分為旋滾區(qū)、主流區(qū)及過渡區(qū)。斷面壓強(qiáng)極大值點(diǎn)是過渡區(qū)與主流區(qū)滑行水流的邊界,同一臺階鉛直面上水流交匯點(diǎn)與水平面水流分離點(diǎn)之間連線是過渡區(qū)... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 臺階溢洪道研究現(xiàn)狀
            （1）流態(tài)
            （2）壓強(qiáng)
            （3）摻氣
        1.2.2 寬尾墩研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容、方法及技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容及方法
        1.3.2 技術(shù)路線
第二章 模型試驗(yàn)研究
    2.1 工程概況
    2.2 模型設(shè)計(jì)與制作
    2.3 試驗(yàn)測試組次
    2.4 試驗(yàn)測試結(jié)果分析
        2.4.1 水流流態(tài)
        2.4.2 流速分布
        2.4.3 時(shí)均壓強(qiáng)
        2.4.4 摻氣濃度
    2.5 本章小結(jié)
第三章 數(shù)值模擬研究
    3.1 臺階溢洪道數(shù)值模擬基本理論
        3.1.1 基本控制方程
        3.1.2 湍流模型
        3.1.3 摻氣模型
        3.1.4 自由液面追蹤
    3.2 計(jì)算模型與工況
        3.2.1 計(jì)算體型與工況
        3.2.2 模型建立與網(wǎng)格劃分
        3.2.3 邊界條件及初始條件
    3.3 計(jì)算結(jié)果分析
        3.3.1 水流流態(tài)
        3.3.2 流速分布
        3.3.3 壓強(qiáng)分布
    3.4 計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果對比
        3.4.1 流速對比
        3.4.2 壓強(qiáng)對比
    3.5 本章小結(jié)
第四章 臺階面近底水流水力特性分析
    4.1 過渡區(qū)的提出
    4.2 過渡區(qū)水力特性分析
        4.2.1 斷面流速
        4.2.2 斷面壓強(qiáng)
        4.2.3 沿程流速
    4.3 旋滾區(qū)水力特性分析
        4.3.1 臺階水平面壓強(qiáng)分布
        4.3.2 臺階鉛直面壓強(qiáng)分布
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
        5.1.1 結(jié)論
        5.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于VOF模型的臺階式溢洪道的數(shù)值模擬[J]. 郭馨,解宏偉,趙相航.  青海大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[2]臺階式溢洪道水流空化特性及空化空蝕位置的確定[J]. 趙相航,解宏偉,郭馨.  水電能源科學(xué). 2016(09)
[3]與寬尾墩聯(lián)合使用的消力池體型優(yōu)化研究[J]. 尹進(jìn)步,梁宗祥,張鴻琴,賀威.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2015(12)
[4]臺階式溢洪道滑掠流時(shí)均壓強(qiáng)影響因素分析[J]. 楊吉健,劉韓生,張為法.  長江科學(xué)院院報(bào). 2015(08)
[5]邊寬尾墩體型對邊墻區(qū)域水流水力特性的影響研究[J]. 張洛,后小霞,楊具瑞.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2015(01)
[6]階梯溢流壩和寬尾墩及消力池組合消能的水流數(shù)值模擬研究[J]. 魏文禮,呂彬,劉玉玲.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2012(04)
[7]階梯溢流壩水流數(shù)值模擬及特性分析[J]. 錢忠東,胡曉清,槐文信,AMADOR António.  中國科學(xué)（E輯:技術(shù)科學(xué)）. 2009(06)
[8]臺階式溢洪道水力特性的數(shù)值模擬[J]. 金瑾,張志昌,尹芳芳.  中國水運(yùn)(下半月). 2009(05)
[9]寬尾墩—臺階溢流壩三維數(shù)值消能流場模擬[J]. 徐玲君,李國棟,陳剛,薛陽.  人民長江. 2008(15)
[10]X型和Y型寬尾墩水力特性對比研究[J]. 張挺,伍超,莫政宇,麥棟玲.  水利學(xué)報(bào). 2007(10)

博士論文
[1]寬尾墩和階梯溢流壩一體化數(shù)值模擬[D]. 張挺.四川大學(xué) 2005
[2]高壩大流量泄洪消能數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 刁明軍.四川大學(xué) 2005
[3]階梯溢流壩紊流數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陳群.四川大學(xué) 2001

碩士論文
[1]不同體型臺階式溢洪道水力特性研究[D]. 趙相航.青海大學(xué) 2017
[2]溢流壩泄流過程水流流態(tài)數(shù)值模擬[D]. 楊思雨.大連理工大學(xué) 2015
[3]小灣河水庫臺階溢洪道泄流三維數(shù)值模擬[D]. 施小金.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[4]帶有摻氣挑坎的臺階式溢洪道的三維數(shù)值模擬[D]. 尹芳芳.西安理工大學(xué) 2010
[5]臺階式溢流壩壩后消力池壓強(qiáng)特性數(shù)值模擬研究[D]. 范勇鋒.西安理工大學(xué) 2010
[6]臺階式溢洪道強(qiáng)迫摻氣水流水力特性的試驗(yàn)研究[D]. 駢迎春.西安理工大學(xué) 2007
[7]不同體型寬尾墩的水力特性比較研究[D]. 曾華.四川大學(xué) 2006
[8]臺階式溢流壩上壓強(qiáng)特性的試驗(yàn)研究[D]. 李布靂.西安理工大學(xué) 2005
[9]臺階式溢流壩消能特性的試驗(yàn)研究[D]. 馮瑞林.西安理工大學(xué) 2005



本文編號：3155796