高速水流危害防治措施研究——以肯斯瓦特水利樞紐為例.pdf

1、隨著我國(guó)水利水電事業(yè)的發(fā)展，筑壩技術(shù)的提高，高壩的建設(shè)已成為一種趨勢(shì)。對(duì)于高壩而言，由于落差較大，這些高壩的水流速度可達(dá)幾十米每秒，甚至超過(guò)五十米每秒，即形成所謂的高速水流。在這種情況下，高壩會(huì)遇到很多高速水流問(wèn)題，如壓強(qiáng)脈動(dòng)、空蝕、摻氣和沖擊波等。
　　本文針對(duì)肯斯瓦特溢洪道工程，分別對(duì)高速水流引起的摻氣、沖擊波和空蝕一系列高速水流問(wèn)題，提出了相應(yīng)的防治措施，并且采用RNGk-ε模型模擬湍流，利用VOF法追蹤自由水面，對(duì)泄槽段高

2、速摻氣水流進(jìn)行了模擬，主要成果有以下幾點(diǎn)：
　?。?）對(duì)高速水流引起的空化空蝕、摻氣現(xiàn)象、沖擊波進(jìn)行了理論分析，并根據(jù)其原理提出了設(shè)置摻氣槽和加高邊墻的防治措施。
　　（2）根據(jù)肯斯瓦特溢洪道摻氣模型試驗(yàn)成果，對(duì)空蝕易發(fā)生區(qū)及抗空蝕能力進(jìn)行了分析，確定了在樁號(hào)183.17處設(shè)置摻氣槽。
　　（3）對(duì)校核工況下溢洪道進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，結(jié)果表明：當(dāng)進(jìn)氣管風(fēng)速為23.23m/s時(shí)，泄槽段摻氣效果不是很好，摻氣槽底部摻氣尚不

3、充分，摻氣后對(duì)水面影響不大。
　?。?）對(duì)設(shè)計(jì)工況下溢洪道進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，結(jié)果表明：當(dāng)進(jìn)氣管風(fēng)速為25.56m/s時(shí)，泄槽段摻氣效果較好，摻氣濃度呈沿程遞減的趨勢(shì)，但是摻氣后對(duì)水面的擾動(dòng)較大。
　?。?）對(duì)正常工況下溢洪道進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，結(jié)果表明：當(dāng)進(jìn)氣管風(fēng)速為27.11m/s時(shí)，摻氣槽能形成比較完整的摻氣空腔，泄槽段摻氣效果較好，但摻氣后對(duì)水面的擾動(dòng)較大。
　　（6）對(duì)消能工況下溢洪道進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，結(jié)果