三峡工程泄洪深孔跌坎掺气体型模型试验研究

通过比尺为35和20的两个模型,观测了流态、压力分布、通气量、掺气浓度分布等物理量,对三峡工程泄洪深孔跌坎掺气体型中的跌坎高度、明槽坡度、盖板形式和通气孔尺寸等进行了比较,提出了可行的深孔跌坎掺气体型。该体型已为设计采用。另外还对不同比尺模型中水流掺气的比尺效应进行了初步探讨。     

高扩散低收缩差动式挑坎不同体型参数水力特性研究

高扩散低收缩差动式挑流鼻坎结合了扩散式、窄缝式及差动式三种消能工的优点,体型复杂,实际应用过程尚未见对这种挑坎体型参数的相关研究。该文采用κ-ω紊流模型模拟该挑流消能工不同收缩比不同挑角差的水力特性进行研究,数值结果与试验结果吻合良好。为获得较好的水流流态、水舌扩散及下游冲刷效果并综合考虑高坎侧壁负压问题,研究结果给出了该型式挑流消能工的两个重要体型参数挑坎收缩比βs及挑角差Δθ的取值范围,供设计参考。     

积石峡水电站中孔泄洪洞工作闸门门槽体形研究

 对于闸后为无压明流的平板工作闸门门槽,其水力特性与处在压力段内的事故闸门门槽相差较大。借助于数值计算的帮助,通过对积石峡水电站中孔泄洪洞工作闸门门槽体形试验研究,包括对原设计方案在内的6个方案的水力特性的比较,最后确定第三组修改方案,即加大门槽错距,扩大其下游棱角的弧半径及平缓后接坡度的优化方案,效果是比较好的。     

缓坡条件下掺气坎后空腔长度的试验研究

掺气坎后空腔长度是检验掺气效果的一项重要指标,主要受掺气坎体型(即坎高和挑角)、水力条件、空腔内负压以及空气阻力等因素影响。通过物理模型试验研究了缓坡条件下水槽底坡、掺气挑坎体型对空腔长度的影响,弗氏数Fr、雷诺数Re、韦伯数We三者分别与空腔长度的关系,并分析了缓坡条件下空腔长度随Fr波动这一试验结果产生的原因。最后运用杨永森公式对空腔长度进行了计算,并分析了计算值与试验值之间的误差和相关性。研究成果可为优化掺气设施设计和完善计验算经公式提供参考。     

以淹没射流的观点估算窄缝挑坎外缘射流抛射距离

流速系数的大小直接反映了溢流面上的能量损失,决定了反弧鼻坎上平均流速的大小,从而影响着水舌挑距的计算结果。以淹没射流的观点估算窄缝挑坎理论挑距,其结果和实际运行情况基本吻合,说明所得公式有一定的精度。     

乐昌峡溢流坝闸孔泄洪运行方式研究

乐昌峡水电站溢流坝属高水头、大流量泄水建筑物,溢流坝设置了5孔泄洪孔口,溢流坝下游河道河床狭窄,溢流坝泄洪闸孔的运行方式对其下游扩散式梯形差动式挑流鼻坎及下游河道两岸坡的影响较大。通过水力模型试验研究,对溢流坝5孔泄洪闸孔的泄洪运行方式进行研究,提出了溢流坝闸孔泄洪的合理运行方式,供工程设计和运行参考。     

集中水流下沙漠风积沙冲刷机理分析

通过沙漠风积沙在集中水流下的冲刷破坏形态与过程,结合土力学与水力学等相关理论知识,对沙漠风积沙的破坏过程和机理进行了初步分析。在凹凸不平的沙漠地形上,集中水流对沙漠风积沙表面具有剪切剥蚀作用,形成下切冲沟,并对冲沟及跌坎坡脚底部冲刷导致沙土边坡失稳塌落,侵蚀向上游迁移和两侧扩展,其冲刷过程主要分为风积沙表面剥蚀冲刷、端部溯源冲刷、侧壁崩塌扩展三部分。     

疏勒河青羊沟水电站枢纽挑流消能鼻坎设计与优化

青羊沟水电站枢纽采用挑流消能设计,枢纽布置为3孔泄洪表孔和1孔泄洪冲沙表孔。枢纽下游河床非常狭窄,宽度仅为20余m,消能防冲设计难度大,对挑流鼻坎在不同流量下的水力性能要求很高。原设计采用宽尾墩结合扭曲式鼻坎消能,左右表孔出口水流对两岸坡脚有直接冲刷,且对下游河道的冲刷深度较大。针对原设计水流冲刷两岸及冲深较大的问题,结合枢纽水工模型试验,优化了鼻坎体型,使挑坎结构布置安全、合理,并满足运行要求。     

多隧洞输水工程进水口整流措施研究

多隧洞输水工程进水口控制段布置不合理往往会引起各隧洞分流不均,从而导致过流能力不足或空气进入有压隧洞的问题。以某水资源配置工程的倒虹吸为例,针对其进口控制段分流不均的现象,通过模型试验进行了分流墩、整流池以及底坎与整流池组合等整流措施的研究。试验成果表明:分流墩结构型式简单,利用其导向功能可较好地解决两洞分流不均问题;整流池通过改变水流的急缓流状态实现水流的横向均化,可达到多隧洞均匀分流的目的,但需要较长的池长,经济性略差;整流池与底坎组合措施横向均化水流的原理和效果与整流池相同,加设底坎可较大程度地缩短池长,其经济性较优。     

跌坎型掺气槽过流的掺气特性

本文在分析实测资料的基础上，探讨了无挑角跌坎型掺气槽空腔区水舌的掺气特性，并重点研究了射流水舌的掺气超始流速，掺气层厚度，断面浓度分布以及通气量等参数的理论预测。