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文檔簡介
1、琴鍵堰(Piano Key Weirs)是一種新型的迷宮堰。它和迷宮堰一樣,相較于傳統(tǒng)的直線堰,增加了溢流前緣的長度,提高了泄流能力;相較于傳統(tǒng)的迷宮堰,它將溢流前緣向上下游倒懸,在相同的溢流前緣長度下,減小了基座面積,克服了迷宮堰基座大的缺點(diǎn),可以廣泛運(yùn)用于新建的混凝土重力壩上和已建工程的擴(kuò)容改建上面。琴鍵堰泄流流態(tài)復(fù)雜,體型參數(shù)較多,因此對(duì)其體型參數(shù)研究具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。
琴鍵堰進(jìn)出口宮室倒懸角的大小是影響
2、其泄流能力的一個(gè)重要參數(shù),本文采用三維湍流數(shù)學(xué)模型,結(jié)合VOF自由表面追蹤法,研究了琴鍵堰上下游倒懸角度對(duì)琴鍵堰泄流能力大小的影響。首先在實(shí)驗(yàn)水槽內(nèi)對(duì)一個(gè)體型方案琴鍵堰的泄流流態(tài)和泄流能力進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,通過于數(shù)值模擬的結(jié)果對(duì)比,發(fā)現(xiàn)二者結(jié)果吻合的很好,驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型。本文設(shè)計(jì)了5種不同的堰型,他們除了倒懸角不同外,其他的參數(shù)都相同。通過對(duì)這五種體型的琴鍵堰進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了他們泄流量隨堰上水頭增高變化,發(fā)現(xiàn)隨著堰上水頭的增加,泄流量
3、在不斷的增加,且倒懸角度較大的琴鍵堰泄流能力更強(qiáng),而后把琴鍵堰的泄流分為側(cè)面溢流,出口溢流和入口溢流,通過對(duì)三個(gè)溢流前緣泄流能力的分析發(fā)現(xiàn),琴鍵堰泄流能力的大小,主要取決去由于側(cè)面的溢流量的增加。
如果琴鍵堰的倒懸角進(jìn)一步變大,超過了一個(gè)臨界值,琴鍵堰就越來越變?yōu)橐粋€(gè)傳統(tǒng)意義上的迷宮堰。為了進(jìn)一步的研究倒懸角對(duì)琴鍵堰泄流能力的影響,增加了3種超過倒懸角臨界值的琴鍵堰體型,同樣的,為了便于比較,其他參數(shù)仍保持不變。模擬計(jì)算表明,
4、這三種體型在琴鍵堰泄流泄流曲線基本重合,而與前種體型相比泄流能力方面表現(xiàn)出的規(guī)律不盡相同,在低水頭時(shí)(H<48mm),此三種琴鍵堰泄流能力比前五組體型強(qiáng),而高水頭時(shí)(H>48mm)則恰好相反,就總體來說,較前面五種體型,后三種琴鍵堰體型泄流能力顯著增加。
由于琴鍵堰通常都會(huì)安裝在大壩上。所以為了討論庫深對(duì)琴鍵堰泄流能力的影響,在之前模型的基礎(chǔ)上,增加了4組不同庫深的琴鍵堰模型,其他參數(shù)保持不變。模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn),隨著庫深的增加,泄
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