帶不同級數(shù)的省水池船閘輸水水力特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、長期以來，船閘耗水與樞紐中電站機組發(fā)電用水一直是矛盾的雙方，尤其是當船閘工作水頭和尺度較大時，船閘運行耗水量亦隨之大幅增加。設計省水船閘，既可達到節(jié)約用水的目的，實現(xiàn)水資源的高效利用，亦可滿足船舶的過閘要求。此外，對于高水頭船閘而言，采用省水方案可顯著削減閥門工作水頭，從而有效解決復雜的閥門水力學問題。目前，關(guān)于省水船閘水動力學的研究，主要針對單一的實際工程，采用物理模型試驗手段進行研究，缺乏系統(tǒng)的研究成果。為此，本文選取尺度為190m

2、×23m（長×寬）的船閘作為研究對象，采用一維和三維水流數(shù)值模擬方法，系統(tǒng)研究了20m～40m水頭條件下的合理閥門啟閉方式、一維和三維輸水水力特性、閥門廊道后壓力等，得到以下研究成果:
　　1.在同一輸水系統(tǒng)條件下，省水閥門采用“慢開快關(guān)”，主閥門采用“快開快關(guān)”的啟閉方式時，帶一級省水池船閘主閥門均不適宜提前開啟，帶兩級省水池船閘方案，省水池閥門可采用“動水關(guān)閥+提前量”的啟閉方式，以縮短船閘輸水時間。
　　2.考慮下一級

3、省水閥門提前開啟的情況下，船閘輸水過程的非恒定流方程組中不應忽略閘室水面升降速度對水力特性的影響。根據(jù)銀盤省水船閘物理模型實測數(shù)據(jù)，驗證了基于Bernoulli方程所建立的數(shù)學模型的可靠性。
　　3.針對該船閘尺度條件下的帶一級和兩級省水池方案，提出了20m、25m、30m、35m、40m各水頭情況下合理的閥門啟閉組合方式。同時針對帶兩級省水池方案，得到了省水閥門提前量、閥門開啟時間及全開停留時間間的變化關(guān)系。
　　4.針對