針對某水電站消力池體型設(shè)計(jì)開展模型試驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算,研究了無消力坎方案的壓強(qiáng)最大值高于有消力坎方案的壓強(qiáng)最大值;消力坎可顯著降低池內(nèi)流速,但其高程過高或過低均會影響性能。模型試驗(yàn)與數(shù)值仿真結(jié)果基本一致;消力池出口處流速沿水面至池底呈先增后減,無消力坎方案下的水利設(shè)施受沖擊顯著增強(qiáng)。文章為消力池體型設(shè)計(jì)提供參考。 

【文章來源】：水利技術(shù)監(jiān)督. 2020,(05)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

消力池設(shè)計(jì)方案幾何平面圖(單位:m)

限于篇幅與數(shù)值仿真計(jì)算量較大,文章以A～C三個(gè)方案開展計(jì)算分析,利用AutoCAD按照各個(gè)設(shè)計(jì)方案建立三維幾何模型,總長度約為300m,包括泄洪閘室以及消力池等重要水利設(shè)施,其中泄洪閘按照5孔式設(shè)計(jì),模型如圖3所示,另設(shè)定X、Y、Z正方向分別指向下游、模型橫向垂直方向、模型向上豎向。模型共劃分網(wǎng)格138682個(gè),節(jié)點(diǎn)數(shù)132689個(gè),上、下游水為邊界條件分別為237.2、222.5m。3.2 數(shù)值結(jié)果分析

圖5為各設(shè)計(jì)方案下消力池內(nèi)中心截面流速矢量分布云圖,由圖5中可知,消力池中最大流速均為20m/s左右,且分布在閘室出口與消力池進(jìn)口前端;方案A～C池內(nèi)消力坎前端出現(xiàn)水躍現(xiàn)象,且消力坎越靠近上游閘室,水流越易于逆流回閘室,另一方面消力坎布設(shè)高程愈高,坎前水流底部穩(wěn)定性愈大,表明消力坎的存在能顯著降低消力池內(nèi)活躍水流;從水躍層流速分布來看,中部流速最大,B方案中坎前中部流速高達(dá)20.3m/s,而下部流速較低,相比中間層與水流表面,要低1～2個(gè)量級,流速最低值均出現(xiàn)在該區(qū)域,分析是由于水流沖擊消力坎,回流至底部后能量耗散較多,流速降低至谷值。原設(shè)計(jì)方案中無消力坎設(shè)置,在池內(nèi)下游段流速分布較大,高達(dá)17.3m/s,而A～C方案池內(nèi)下游段流速相比前者分別降低了76.3%、60.4%、60.5%,即池內(nèi)設(shè)置消力坎能降低下游水工設(shè)施受泄流沖擊影響。圖5 消力池內(nèi)流速矢量分布云圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]烏魯瓦提水利樞紐工程大壩安全監(jiān)測監(jiān)控工程綜合評價(jià)[J]. 徐瑾.  黑龍江水利科技. 2020(02)
[2]臺階式泄洪槽水工模型試驗(yàn)研究[J]. 常曉巍,李兵,李錦濤,余小龍,張雪蘭.  水電能源科學(xué). 2020(01)
[3]不同臺階傾角對溢洪道斜陡槽段水流分布特性數(shù)值模擬研究[J]. 潘宇,侯緒亞,邵凱.  水利技術(shù)監(jiān)督. 2019(06)
[4]基于RNG k-epsilon模型的高海拔地區(qū)生態(tài)基流下游階梯消能水力特性數(shù)值研究[J]. 王亞軍.  水利技術(shù)監(jiān)督. 2019(06)
[5]魚嘴坳水電站溢洪道復(fù)合消能設(shè)計(jì)及物理模型試驗(yàn)研究[J]. 夏明月.  水利規(guī)劃與設(shè)計(jì). 2019(05)
[6]蓮花寺水電站表底孔聯(lián)合消力池水力研究[J]. 周招,王均星.  武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2019(03)
[7]基于FLOW-3D的異側(cè)豎縫式魚道水力特性研究[J]. 李烈,李明泉,蔡德所,吳攀高.  廣西水利水電. 2018(05)
[8]跌坎型底流消力池的水力特性與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[J]. 李杰.  水利規(guī)劃與設(shè)計(jì). 2017(06)
[9]泄洪閘溢流堰面流挑坎布置研究[J]. 黃智敏,陳卓英,朱紅華,鐘勇明.  廣東水利水電. 2016(03)
[10]漠陽江雙捷攔河閘重建工程消能試驗(yàn)研究[J]. 黃智敏,付波,陸漢柱,麥棟玲.  水利規(guī)劃與設(shè)計(jì). 2015(07)

碩士論文
[1]基于CFD的混流式水輪機(jī)固-液兩相流場計(jì)算分析[D]. 楊沛源.華北水利水電大學(xué) 2018



本文編號：3548636