無壓隧洞是輸水明渠中的一種常用形式,與上游渠道通常通過收縮過渡段連接。隧洞及進(jìn)口過渡段內(nèi)水動(dòng)力性能對(duì)工程輸水能力有關(guān)鍵影響,而輸水能力是保障輸水工程效益的基礎(chǔ)。因此本論文以輸水能力為導(dǎo)向,對(duì)無壓隧洞及進(jìn)口過渡段的水動(dòng)力性能展開研究,并以此指導(dǎo)工程優(yōu)化。對(duì)于無壓隧洞均勻流,提出以一種改進(jìn)的雷諾應(yīng)力模型模擬。該模型根據(jù)水面附近紊動(dòng)能在各方向分配比例,在雷諾應(yīng)力輸移方程的水面反射項(xiàng)中引入與充滿度有關(guān)的折減系數(shù),并修正了水面邊界條件中紊動(dòng)能耗散率表達(dá)式中的參數(shù)值。與具有不同尺寸及壁面粗糙度的圓形明渠均勻流試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明,該模型可很好地模擬出斷面內(nèi)二次流導(dǎo)致的最大流速位于水面以下的現(xiàn)象,尤其在高充滿度條件下,與原雷諾應(yīng)力模型相比能對(duì)水面附近流速分布給出更準(zhǔn)確的結(jié)果。對(duì)馬蹄形隧洞均勻流,通過試驗(yàn)測(cè)量,結(jié)合改進(jìn)的雷諾應(yīng)力模型模擬,研究了不同充滿度條件下,斷面內(nèi)由紊動(dòng)各向異性驅(qū)動(dòng)的二次流的形態(tài)特征,及其對(duì)縱向流速、紊動(dòng)強(qiáng)度和底部切應(yīng)力分布的影響。當(dāng)充滿度不小于50%時(shí),縱向最大流速位于水面以下,縱、橫向紊動(dòng)強(qiáng)度在遠(yuǎn)離渠底區(qū)隨垂向位置上升先減小再增加;當(dāng)充滿度小于50%時(shí),縱向最大流速位于水面,縱向紊... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

明渠流速分布垂向分區(qū)示意圖

矩形斷面明渠二次流示意圖

圖 1.3 無壓隧洞斷面形式示意圖（a）圓形（b）城門洞形（c）馬蹄形（d）平底圓形無壓隧洞均勻流研究主要基于均勻流公式和達(dá)西-魏斯巴赫的層面展開計(jì)算過流能力和流動(dòng)阻力（科津和霍耀東，198

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：2934031