【摘要】：導(dǎo)流泄洪洞是水工結(jié)構(gòu)中常用的泄水建筑物。在實際工程中,導(dǎo)流泄洪洞常受地質(zhì)、地形、工程結(jié)構(gòu)和工程樞紐整體布置、施工和運行等條件的限制,其體型設(shè)計形式也隨之發(fā)生變化。導(dǎo)流泄洪洞體型設(shè)計形式對泄流的流態(tài)、水力特性等有較大影響。因此,為得到較為合理的設(shè)計結(jié)果,通過物理模型試驗和數(shù)值模擬,對導(dǎo)流泄洪洞進(jìn)行優(yōu)化研究,最終得到導(dǎo)流泄洪洞合理體型設(shè)計方案。論文通過查閱大量文獻(xiàn)、理論分析研究、物理模型試驗、數(shù)值模擬,針對導(dǎo)流泄洪洞水力特性等研究要點,以實際工程二塘溝水庫導(dǎo)流泄洪洞作為依托,全面分析了分別在導(dǎo)流度汛期與蓄水期不同水位下的流態(tài)、水面線、壓強、流速等,經(jīng)過兩次體型優(yōu)化后得到合理方案。本論文研究成果及結(jié)論主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)全面闡述了水工結(jié)構(gòu)導(dǎo)流泄洪洞研究的理論基礎(chǔ)和國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀,包括導(dǎo)流泄洪洞水力特性現(xiàn)階段研究方法、消除泄水建筑物空蝕破壞的最新研究進(jìn)展、國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究可借鑒經(jīng)驗等。(2)在分析二塘溝水庫工程樞紐布置概況、地質(zhì)地形條件的基礎(chǔ)上,結(jié)合初步設(shè)計方案,構(gòu)建水工模型,目的是判斷原設(shè)計方案是否能夠滿足水力特性要求。結(jié)果表明原設(shè)計方案流態(tài)較差、消力池段產(chǎn)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍等。(3)從原設(shè)計方案模型試驗結(jié)論與修改建議出發(fā),優(yōu)化導(dǎo)流泄洪洞體型設(shè)計,減小拋物線段曲率,降低消力池段底板標(biāo)高,目的是優(yōu)化泄流流態(tài)、防止產(chǎn)生空化水流。結(jié)果表明經(jīng)過兩次優(yōu)化后,流態(tài)得到明顯改善,底板及壁面壓強值較大,發(fā)生空蝕破壞的概率降低。(4)針對導(dǎo)流泄洪洞模型試驗得到的合理方案,利用數(shù)值模擬軟件,采用RNG Kε模型,使用VOF自由表面追蹤法對其拋物線段、消力池段等進(jìn)行二維數(shù)值模擬,結(jié)果表明數(shù)值模擬結(jié)果與物理模型試驗結(jié)果基本一致。本研究課題為二塘溝水庫導(dǎo)流泄洪洞體型設(shè)計提供了理論依據(jù),有效的保障了水利樞紐工程的正常施工,實現(xiàn)了后期水庫正常運行。同時可以為同類工程優(yōu)化設(shè)計提供較為可靠經(jīng)驗支撐。
【學(xué)位授予單位】：西京學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TV651.3;TV135.2
【圖文】：

導(dǎo)流泄洪洞縱斷面圖

1:30 縮放且相應(yīng)的其它物理量比尺關(guān)系及數(shù)值見表 2.2 所示。表 2.2 模型試驗各物理量比尺表幾何比尺 30流速比尺 =.5.477流量比尺 =.4929.503壓力比尺 = 30時間比尺 =.5.477粒徑比尺 30糙率比尺 = 1.7632.3.2 模型制作范圍模型截取范圍的原則為：模型橫向在保證最高水位等高線的同時留有適當(dāng)?shù)陌踩�；縱向必須保證流態(tài)與實際一致，降低尺寸變化的影響。模型布置如圖 2.2、2.所示。

1:30 縮放且相應(yīng)的其它物理量比尺關(guān)系及數(shù)值見表 2.2 所示。表 2.2 模型試驗各物理量比尺表幾何比尺 30流速比尺 =.5.477流量比尺 =.4929.503壓力比尺 = 30時間比尺 =.5.477粒徑比尺 30糙率比尺 = 1.7632.3.2 模型制作范圍模型截取范圍的原則為：模型橫向在保證最高水位等高線的同時留有適當(dāng)?shù)陌踩�；縱向必須保證流態(tài)與實際一致，降低尺寸變化的影響。模型布置如圖 2.2、2.所示。

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本文編號：2774192