消力池內(nèi)輔助消能工試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf

1、消力池是底流消能中常見(jiàn)的一種消能工方式,因?yàn)榈头鹑甑聰?shù)底流消能消能率通常較低,消力池工程量往往較大,因此,通常需設(shè)置各種型式的輔助消能工。近年來(lái),我國(guó)學(xué)者對(duì)輔助消能工水力特性研究較多,并取得了一些研究成果。懸柵消能工是一種消能率較高的新型輔助消能工,但消力池內(nèi)依靠水躍和懸柵共同消能,使其不同于設(shè)置懸柵的泄水陡槽,且懸柵消能工和其它輔助消能工聯(lián)合運(yùn)用情況,經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn),未見(jiàn)報(bào)道。本文以新疆迪那河五一水庫(kù)水工模型為例,擬采用模型試驗(yàn)和數(shù)值

2、模擬方法對(duì)懸柵消能工、梯形墩輔助消能工運(yùn)用情況進(jìn)行水力特性和消能研究。
　　通過(guò)五一水庫(kù)工程導(dǎo)流兼排砂洞和溢洪洞消力池模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬,最終確定了消力池內(nèi)懸柵消能工最優(yōu)體型、最佳合理高度和間距。在校核流量(Q=773.18m3/s)下,以導(dǎo)流兼排砂洞消力池最終方案(17根懸柵)為例,利用流體力學(xué)計(jì)算軟件FLUENT,建立懸柵消力池三維數(shù)學(xué)模型。結(jié)果表明水面高程﹑底板壓強(qiáng)﹑斷面平均流速數(shù)值模擬計(jì)算值與模型實(shí)測(cè)值吻合較好,驗(yàn)證了數(shù)值

3、模擬計(jì)算準(zhǔn)確性。通過(guò)改變導(dǎo)流兼泄洪排砂洞消力池內(nèi)懸柵體型、高度、間距等參數(shù),設(shè)計(jì)9種懸柵消能工數(shù)值模擬方案,最終確定消力池內(nèi)懸柵消能工最優(yōu)體型為矩形,最佳高度應(yīng)使懸柵與消力池尾坎同高,懸柵最佳間距應(yīng)不小于一個(gè)漩渦的長(zhǎng)度。將懸柵消能工最佳參數(shù)應(yīng)用到溢洪洞消力池中,首次將懸柵和梯形墩兩種輔助消能工聯(lián)合運(yùn)用組成綜合式消力池,解決在單獨(dú)設(shè)置梯形墩情況下,水流溢出池外,不能形成淹沒(méi)水躍的問(wèn)題。經(jīng)數(shù)值模擬計(jì)算得到懸柵——梯形墩消力池內(nèi)詳細(xì)流場(chǎng),如池