新型底軸驅(qū)動(dòng)翻板閘三維流態(tài)分析與研究.pdf

1、底軸驅(qū)動(dòng)翻板閘門作為一種擋水建筑物，它與傳統(tǒng)閘門相比，具有操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、外表美觀、土建投資少、安裝和維護(hù)方便等優(yōu)勢。雖然底軸驅(qū)動(dòng)翻板閘門已有百年歷史，但受鋼材及相關(guān)技術(shù)限制導(dǎo)致其發(fā)展較慢，近年才逐漸得到廣泛應(yīng)用?；诖?，本文針對工程實(shí)例的流態(tài)、流速進(jìn)行分析具有重要的工程意義。
　　本文主要采用模型試驗(yàn)方法和三維有限元方法對宿遷市廢黃河地段船行樞紐節(jié)制閘工程清水狀況下的流態(tài)、流速進(jìn)行分析。
　　根據(jù)水工模型設(shè)計(jì)中的重力相

2、似原理選定試驗(yàn)?zāi)Ｐ统叽?，并根?jù)阻力相似原理選取模型材料，通過OA型——直讀式多功能測速儀和流速旋漿傳感器結(jié)合測定流速，得到古黃河樞紐工程新型底軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)閘門分別在20年一遇、50年一遇、100年一遇工況下不同水深不同位置的流速，并采用化學(xué)試劑和塑料懸浮粒子追蹤分別得到水流底層和表層的流態(tài)分布。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明:該工程實(shí)際中線處的流速順?biāo)鞣较蛳仍龃蠛鬁p小;在模型同一斷面上的流速分布呈現(xiàn)中間大兩端小的趨勢;閘墩收縮段的相同斷面不同深度

3、處的流速在距離水面三分之一到五分之水深之間達(dá)到最大值。同時(shí)對該閘門進(jìn)行了泥沙淤積試驗(yàn)，結(jié)果表明閘門最大開啟角度與泥沙淤積厚度基本呈線性關(guān)系。驗(yàn)證新型底軸驅(qū)動(dòng)翻板閘門在古黃河樞紐工程中的適應(yīng)性，提出新型底軸驅(qū)動(dòng)翻板閘門結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)措施，為后續(xù)的泥沙水流情況研究提供依據(jù)。
　　采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型對該工程進(jìn)行三維數(shù)值模擬，運(yùn)用無滑移網(wǎng)格技術(shù)對閘門在與試驗(yàn)相同的工況下進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了模型的流線、流速云圖及流速矢量圖等，并進(jìn)行了分