本文關(guān)鍵詞： 數(shù)值模擬 底流消能 體型優(yōu)化 次跌落 沖刷趨勢　出處：《四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版)》2016年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為了優(yōu)化泄水建筑物的體型與布置方案,探索流場分布與下游河床局部沖刷間的關(guān)聯(lián)性。結(jié)合某大型水電站表、底孔泄洪設(shè)施的物理模型實驗,基于標準k-ε湍流模型、VOF自由表面捕捉技術(shù),對其聯(lián)合泄洪3維流場進行數(shù)值模擬研究,獲得了表孔溢流壩面、底孔及消力池內(nèi)的流速、水面線、壓力等水力特性。通過與水工模型試驗結(jié)果對比,分析流場結(jié)構(gòu)與下游河道沖刷形態(tài)間的關(guān)聯(lián)機制。結(jié)果表明:原設(shè)計方案消力池內(nèi)水流波動大,流場紊亂,出池水流2次跌落大且主流下潛河床,橫向擴散不充分。相應(yīng)的物理模型上,下游發(fā)生了嚴重的沖刷,沖刷最嚴重的右岸岸坡及表孔左導(dǎo)墻下游,恰好是右岸主流貼岸及左岸回流壓迫區(qū)。通過改進消力池體型,保留底孔與表孔消力池間施工導(dǎo)流墻等措施,顯著改善了消力池及出池流態(tài),出池水流2次跌落減小,下潛程度大為減弱,出池主流水平擴散較為充分,橫向擠壓等得到充分的抑制。相應(yīng)地,河床沖刷的范圍及深度均大為減小,特別是原方案底孔側(cè)對應(yīng)右岸區(qū)域幾乎沒有發(fā)生沖刷�？梢�,在局部沖刷模擬還很不成熟的情況下,可以采用基于流場分析的辦法對下游河床沖刷進行趨勢性分析,進而指導(dǎo)泄水建筑物的布置與體型優(yōu)化。
[Abstract]:In order to optimize the configuration and layout of the drainage structure and to explore the relationship between the flow field distribution and the local scour of the downstream riverbed, the physical model experiment of a large hydropower station table and bottom hole flood discharge facility is carried out. Based on the standard k- 蔚 turbulence model and VOF free surface capture technique, the 3D flow field of the combined flood discharge is numerically simulated, and the flow velocity and water surface line in the surface, bottom hole and stilling pool of the surface-hole overflow dam are obtained. Hydraulic characteristics such as pressure. By comparing with the results of hydraulic model test, the correlation mechanism between the flow field structure and the erosion form of the downstream channel is analyzed. The results show that the flow in the stilling pool of the original design has a large fluctuation of water flow and a disturbance of the flow field. In the corresponding physical model, serious scour occurred in the downstream, the most serious right bank slope and the left guide wall downstream of the surface hole. By improving the shape of the stilling pool and retaining the construction of diversion wall between the bottom hole and the surface hole, the flow pattern of the stilling pool and the outlet pool has been significantly improved, and the flow of the outlet pool has been reduced twice. The degree of submergence is greatly weakened, the horizontal diffusion of the main stream of the outlet pool is relatively sufficient, and the lateral compression is restrained sufficiently. Accordingly, the range and depth of the river bed scour are greatly reduced. In particular, there is almost no erosion in the right bank area corresponding to the bottom side of the original scheme. It can be seen that under the condition that the local scour simulation is still very immature, the method based on the flow field analysis can be used to carry out the trend analysis of the downstream riverbed scour. And then guide the layout and shape optimization of the drainage structure.
【作者單位】： 西安理工大學(xué)西北旱區(qū)生態(tài)水利工程國家重點實驗室培育基地;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(51579206) 水利部公益性行業(yè)科技專項經(jīng)費項目資助(201301063) 國家重點實驗室培育基地自主研究項目(ZZKT-1)
【分類號】：TV135.2

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李華穗;;烏江銀盤水電站表孔泄洪曲線的復(fù)核分析[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2012年34期

2 黃偉;羅世厚;;漫灣水電站表孔泄洪時主廠房頂拱的動力響應(yīng)研究[J];云南水力發(fā)電;1993年01期

3 謝波;曲景學(xué);胡靜;劉斌;;立洲水電站表孔體型優(yōu)化試驗研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2009年08期

4 鄭斌;;2012年7月27日晚,三峽大壩深孔與表孔同時泄洪[J];中國三峽;2012年09期

5 熊忠明;金城;;三維數(shù)值模擬分析在馬巖洞水電站大壩表孔泄流設(shè)計中的運用[J];貴州水力發(fā)電;2011年06期

6 趙慧琴;;新疆恰甫其海樞紐泄洪表孔監(jiān)測資料分析[J];東北水利水電;2012年05期

7 李志軍;羅春燕;石教豪;;亭子口水利樞紐表孔體型優(yōu)化試驗研究[J];人民長江;2011年S2期

8 傅自義,張偉;三峽工程表孔混凝土施工技術(shù)改進[J];水利水電技術(shù);2005年05期

9 姜伯樂;楊文俊;張暉;;三峽工程表孔空化問題試驗研究與原型驗證[J];水力發(fā)電學(xué)報;2009年06期

10 熊賢祿;熊澤璋;;二灘溢流壩表孔泄洪時水墊塘動壓和沖刷的研究[J];水電站設(shè)計;1991年04期

相關(guān)會議論文 前8條

1 張明義;陳曉梅;高建新;尹輝;崔曉紅;;溫泉水電站表孔溢洪道水工模型試驗研究[A];水力學(xué)與水利信息學(xué)進展 2009[C];2009年

2 彭勇;張建民;;向家壩水電站表孔流量比優(yōu)化實驗研究[A];第十三屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨第二十六屆全國水動力學(xué)研討會文集——H水利水電和河流動力學(xué)[C];2014年

3 徐建強;;白鶴灘水電站拱壩表孔泄流非對稱布置研究[A];第三屆全國水力學(xué)與水利信息學(xué)大會論文集[C];2007年

4 劉順萍;劉萬新;;黃河龍口水利樞紐工程表孔壩段三維有限元結(jié)構(gòu)分析[A];2012全國水工泄水建筑物安全與病害處理技術(shù)應(yīng)用�？痆C];2012年

5 徐建強;;白鶴灘水電站拱壩表孔泄流非對稱布置研究[A];2008中國水力發(fā)電論文集[C];2008年

6 李海濤;陳雷;;龍橋水電站拱壩泄洪表孔布置設(shè)計[A];熱烈慶祝龍橋水電站提前發(fā)電論文集[C];2007年

7 王小明;周志東;魏菲;;亭子口水利樞紐表孔壩段高程409m以上混凝土模板選型與施工[A];2012年度碾壓混凝土筑壩技術(shù)交流研討會論文集[C];2012年

8 鄧向東;周志東;王小明;;亭子口水利樞紐大壩Ⅱ標表孔壩段混凝土入倉方式優(yōu)化[A];2012年度碾壓混凝土筑壩技術(shù)交流研討會論文集[C];2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 劉江川;光滑粒子數(shù)學(xué)模型的研究及對大壩表孔泄流的模擬[D];天津大學(xué);2007年

，

本文編號：1515600