泄水陡坡是引水式電站的重要組成部分,電站的運行安全與之息息相關。為保證新疆某水電站工程的安全運行,對該水電站多級消力池泄水陡坡的水力特性及結構優(yōu)化進行全面、深入的研究。本文通過物理模型試驗、數(shù)值模擬和理論分析相結合的方法對該多級消力池泄水陡坡進行研究,運用物理模型試驗的方法對原設計方案進行模型試驗,測得了不同工況下該泄水陡坡的水力特性:過流能力、水深、速度場。分析物理模型試驗實測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)原設計方案中各工況下的過流能力均無法滿足設計要求、部分結構設計邊墻高度偏低、各級消力池中水流翻滾劇烈,消能效果差等問題。針對以上問題對該泄水陡坡體型結構進行了相應的優(yōu)化,并且在各級消力池中增設輔助消能設施—懸柵,對優(yōu)化方案再次進行物理模型試驗。根據(jù)實測數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)優(yōu)化結構以后的多級消力池泄水陡坡過流能力提高能夠滿足設計要求;整體邊墻高度均能滿足運行要求;消力池消能效果提高,對各級消力池增設懸柵之后對降低尾水渠流速有顯著作用。根據(jù)優(yōu)化后的設計方案使用FLUENT軟件對泄水陡坡各工況進行數(shù)值模擬運算,并將數(shù)值模擬計算結果與結構優(yōu)化后的物理模型試驗結果進行對比,發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬計算結果與物理模型試驗結果吻合良好。為深入分析多級消力池泄水陡坡流場提供可能,同時,為體型結構的進一步優(yōu)化提供技術保障。
【學位單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TV653;TV135.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.3 研究目標
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 研究方法
    1.6 技術路線
第2章 泄水陡坡水力特性模型試驗研究
    2.1 工程概況
    2.2 物理模型試驗
    2.3 模型試驗內(nèi)容
    2.4 模型試驗結果及分析
    2.5 原設計方案存在的主要問題
    2.6 本章小結
第3章 結構優(yōu)化試驗及分析
    3.1 結構優(yōu)化
    3.2 優(yōu)化試驗結果及分析
    3.3 本章小結
第4章 泄水陡坡整體三維數(shù)值模擬
    4.1 數(shù)學模型的選擇
    4.2 數(shù)值模擬工況
    4.3 邊界條件與初始條件
    4.4 計算區(qū)域及網(wǎng)格劃分
    4.5 計算結果與分析
    4.6 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 原設計方案試驗結果
    5.2 結構優(yōu)化及試驗結果
    5.3 數(shù)值模擬研究結論
    5.4 存在的問題與展望
參考文獻
致謝
作者簡歷

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本文編號：2855296