洞内淹没射流及水平旋流梯级内消能的适用性研究

为了适应高水头泄洪消能的需要,提出了一种新型的泄洪内消能工,即洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能工。以流量1 200 m3/s、最大总作用水头150m为标准进行了该消能工的体型设计,然后对设计的消能工进行了1∶60.25几何比尺下的水工模型试验。结果表明:下游出现与明渠相似的多种水跃流态,淹没射流孔口系数0.5~0.56,起旋器喉口流量系数0.32~0.35之间;旋流空腔直径先增大后迅速减小最后平稳,在旋流阻塞孔口处空腔直径又迅速增大最后稳定;下游水位H下小于2.0 D时,下游旋流洞段压强相对变化幅度较小,H下大于2.0D时,上下游水位对旋流洞压强影响较大;上游水位的变化不影响淹没射流速度相对变化,下游水位的变化,对水平旋流洞段影响较大;上游淹没射流消能、竖井消能、旋流洞消能与下游旋流阻塞扩散消能的消能率分别占总消能率的15%、10%、30%、10%,其中下游水平旋流洞段承担主要消能部分。     

某抽水蓄能电站下库进出水口水沙运动特性试验研究

利用河工模型对某抽水蓄能电站下库区进行了特征洪水过程及电站运行的联合模拟试验。试验表明在输沙槽与拦沙潜堰共同作用下,电站进出水口的含沙量得到有效控制。在来水含沙量低于3kg/m3时,进出水口含沙量都满足电站运行要求,但是在含沙量较高的洪水期,底部浑水会逆行至电站进出水口附近,导致过机含沙量较高,因此提出了增设非封闭式拦沙潜坝的修改方案。修改方案改善了进出水口前的水流结构,起到了良好的拦沙截淤作用,进出水口前含沙量及泥沙淤积大幅减少,蓄能期过机含沙量降低13%~22%。在含沙量较大的洪水期,电站不宜抽水运用,但适时采用发电运行有助于减轻下库进出水口前的泥沙淤积。     

泵系统不同出流方式下的 水锤计算分析

泵系统自由出流时,在水力过渡过程中出口断面测压管水位与淹没出流时出口断面测压管水位基本不变的情形有所不同。将泵系统出口段作为一种特殊水力元件,应用特征线法计算泵系统自由出流下的水力过渡过程。对同一泵系统,通过事故停泵工况水锤计算可知,与淹没出流相比,自由出流方式可以增大管段水流压强,对水锤防护有利。泵系统自由出流下不需安装拍门或真空破坏阀断流设施,而自由出流比淹没出流多浪费一部分能量。当泵站出水池水位变幅较小、年运行时间较短时,从水锤防护和泵站维护方面看来,自由出流方式则是一种较优的运行方案。     

FACTORS INFLUENCING BENDING RIGIDITY OF SUBMERGED VEGETATION

The bending rigidity of submerged vegetation is closely related with vegetative drag force. This work aims at determining the effects of flow conditions and characteristics of vegetation on the bending rigidity of submerged vegetation. Based on the dimensional analysis method, the factors influencing the bending rigidity of individual submerged vegetation were analyzed. The relationship between the relative bending rigidity and its influencing factors was investigated by experimental observation, and a rela...     

调水工程输水渠道堰闸流量计算方法探讨

调水工程输水渠道堰闸流量计算方法的准确性是运行调度数字化、信息化的关键水力条件。传统的堰闸流量计算方法是先进行孔流、堰流判别,再根据相应的经验公式进行计算,其孔、堰流判断条件为闸门的相对开度e/H。经试验研究及理论分析论证认为:传统计算公式中以e/H=0.65作为宽顶堰孔流与堰流的判断条件,仅适用于自由出流状态。调水工程输水渠道堰闸工程正常运行条件一般为大淹没孔流,传统方法计算流量误差较大。通过系列模型试验数据的拟合,提出了特定条件下调水工程堰闸流量计算方法。     

淹没丁坝端坡对附近水流结构的调整作用

工程应用中的丁坝往往具有一定的端坡,而且经常处于淹没状态。为了研究端坡对淹没状态下丁坝附近水流结构的调整作用,采用水槽试验和三维浅水模型相结合的方法,分析淹没时丁坝阻水面积相等条件下坝头直立和具有一定端坡时丁坝附近的表层平面流场、底层平面流速分布和底层切应力分布情况。结果表明:淹没程度?H/H?0.17时,丁坝下游仍出现回流区,端坡系数m等于1时相对回流长度和坝头附近流向偏角最大;存在一定端坡时,坝头附近临近底床平面强流速范围和底床切应力范围显著减小或消失,m等于7时能够将丁坝附近流场调整得较为均匀。     

APPLICATION OF QUADRATIC AND CUBIC TURBULENCE MODELS ON CAVITATING FLOWS AROUND SUBMERGED OBJECTS

Quadratic and cubic Non-Linear Eddy-Viscosity Models(NLEVMs) at low Reynolds number correction were introduced into the present Computational Fluid Dynamics(CFD) framework,to provide better numerical treatment about the anisotropic turbulence stress in cavitating flows,which have large density ratio and large-scaled swirling flow structures.The applications of these NLEVMs were carried out through a self-developed cavitation code,coupled with a cavitation model based on the transport equation of liquid phase.These NLEVMs were firstly validated by the benchmark of disk supercavity,and found able to obtain more accurate capture of the hydrodynamic properties than the linear models.One of such models was further applied on the cavitation problem of submerged vehicles.Ultimately,the supercavitating flows around an especially designed underwater vehicle were predicted using the cubic turbulence model,and its cavitation behaviors were studied.     

DT-X回声探测仪在太湖沉水植物调查中的应用

沉水植物是湖泊生态系统的重要组成部分,掌握沉水植物分布及变化对于湖泊水环境综合治理及生态修复具有重要意义。在分析现有沉水植物调查方法的不足和介绍DT-X多功能回声探测仪的相关功能及国外应用情况的基础上,分析了在太湖应用该仪器开展沉水植物调查可能需要克服的技术难题,并选择断面对该仪器开展了试验性应用。结果表明,仪器调查结果与人工样方调查结果基本一致,应用DT-X回声探测仪在太湖开展沉水植物调查具有一定的前景。     

适用于河流治理的地面廊道污水处理系统的设计

地面廊道污水处理系统类似于人工湿地技术，其优点在于该系统应用于污染河流的治理时，对河流地形适应性非常强；另外系统四周不透水的墙体结构使整个廊道起着氧化塘的作用，并且沿坡降由好氧塘逐渐过渡到厌氧塘。本文重点介绍该处理系统的设计，主要包括廊道的选址．水生植物的选择．廊道最佳长度及运行参数的确定。     

斜坡上梯形潜堤附近流动结构的数值研究

波浪通过斜坡上潜堤时的波形和非线性特性均有显著变化,同时潜堤附近会出现涡流的生成及消散现象,有必要对其深入研究.基于1:20的斜坡上的波浪水槽实验,分析规则波在斜坡上不可渗梯形潜堤附近的动力特性.本文垂向二维波浪数学模型以RANS方程为控制方程,采用非线性涡黏性(各向异性) 紊流传输模型封闭雷诺应力项,利用VOF方法追踪自由表面以及采用源函数造波技术来模拟规则波对斜坡上潜堤的作用,数值计算结果与实验测量数据进行对比,吻合良好.利用数值计算进一步分析了流场、流线、紊动动能及紊动动能耗散率等特性,重点探讨了堤顶水深变化的影响,得到随堤顶水深增大,潜堤的消浪作用将明显减弱.