水利綜合樞紐通過蓄水,抬高上游水位,不僅改善上游的通航條件,而且能實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電等多方面,是取得水資源綜合效益的重要水利工程。但是,在水利、水運(yùn)工程的運(yùn)行中,不可避免會對河流的自然狀態(tài)進(jìn)行改變,使得河流的水流特征和河床演變變得更加復(fù)雜。同時(shí),泄水閘下泄的水流在與壩下水流在銜接過程中,會出現(xiàn)一些比較明顯的惡劣流態(tài),如回流、折沖水流等,會對岸坡產(chǎn)生不利影響,特別是在閘壩與岸坡的銜接處,水流斷面突然拓寬,水流紊動性復(fù)雜,岸坡容易受到水流淘刷后會直接導(dǎo)致建筑物的損毀,直接影響綜合樞紐的正常運(yùn)行。本文通過物理模型試驗(yàn)觀察泄水閘下泄后水流的特征和岸坡上泥沙起動現(xiàn)象。通過數(shù)值模擬計(jì)算該區(qū)域內(nèi)的水流三維流速、流場及紊動能分布情況,并對兩種模型試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對比分析,對岸坡銜接處回流淘刷機(jī)理進(jìn)行深入探討,同時(shí)提出解決此類問題的工程措施,論文的主要工作和結(jié)論如下:（1）模型試驗(yàn)中,岸坡上泥沙在回流穩(wěn)定時(shí)段容易起動,同時(shí)泥沙顆粒起動范圍主要集中翼墻后20cm至60cm處,跟實(shí)際工程中岸坡破壞位置較為一致。（2）分析數(shù)學(xué)模型計(jì)算結(jié)果可知,回流區(qū)內(nèi)水流紊動特性對泥沙起動產(chǎn)生重要的影響。紊動能的大小與回流區(qū)泥沙顆粒... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 存在問題與研究現(xiàn)狀
        1.2.1 急流擴(kuò)散問題的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 回流區(qū)研究現(xiàn)狀
    1.3 研究的主要內(nèi)容與意義
第二章 紊流模型理論和泥沙起動原理
    2.1 流體運(yùn)動基本方程
    2.2 紊流基本模型
        2.2.1 紊動黏性系數(shù)模型
        2.2.2 雷諾應(yīng)力方程模型
    2.3 數(shù)值計(jì)算方法
        2.3.1 有限差分法
        2.3.2 有限單元法
        2.3.3 邊界單元法
        2.3.4 有限分析法
        2.3.5 有限體積法
    2.4 泥沙起動原理
    2.5 本章小結(jié)
第三章 大源渡航電樞紐的模型建立與驗(yàn)證
    3.1 工程背景
    3.2 物理模型的設(shè)計(jì)與制作
        3.2.1 基本原理
        3.2.2 模型的設(shè)計(jì)與制作
    3.3 數(shù)學(xué)模型的建立
        3.3.1 Flow-3D軟件介紹
        3.3.2 模型的建立與驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第四章 壩岸銜接處回流淘刷機(jī)理的試驗(yàn)研究
    4.1 泥沙起動現(xiàn)象
    4.2 水流的三維流態(tài)
    4.3 回流區(qū)流場分析
        4.3.1 水平面流場分析
        4.3.2 橫斷面流場分析
        4.3.3 縱斷面流場分析
    4.4 壩岸銜接附近流速分析
    4.5 紊動能的分析
    4.6 回流淘刷形成原因分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 壩岸銜接處回流淘刷防治措施
    5.1 引言
    5.2 岸坡形式的優(yōu)化
        5.2.1 計(jì)算工況
        5.2.2 計(jì)算結(jié)果分析
    5.3 不同流量的影響
        5.3.1 計(jì)算工況
        5.3.2 計(jì)算結(jié)果分析
    5.4 岸坡坡比的優(yōu)化
        5.4.1 計(jì)算工況
        5.4.2 計(jì)算結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    1.結(jié)論
    2.展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄
附錄B 攻讀學(xué)位期間從事科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]低水頭水利樞紐泄水閘前局部沖刷問題研究[D]. 吳國君.長沙理工大學(xué) 2011
[4]低水頭航電樞紐泄水閘下游局部沖刷問題研究[D]. 侯斌.長沙理工大學(xué) 2010
[5]樞紐下游河床沖刷變形規(guī)律研究[D]. 程小兵.長沙理工大學(xué) 2008
[6]泄洪洞三維紊流數(shù)值模擬[D]. 沙海飛.河海大學(xué) 2005
[7]三維泄洪紊流流場的數(shù)值模擬[D]. 陳為博.天津大學(xué) 2004



本文編號：3669776