非正交溢流堰失效條件初步研究.pdf

1、水利是現(xiàn)代化建設(shè)中不可或缺的首要條件，近年來(lái)國(guó)家建設(shè)了一大批中、小型水庫(kù)工程，然而局限于早期建設(shè)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件，其泄洪設(shè)施多采用無(wú)閘控制的溢流堰，導(dǎo)致水庫(kù)的興利庫(kù)容較小，水庫(kù)效益不能充分發(fā)揮甚至汛期泄洪能力不足。圍繞提高水庫(kù)泄洪能力前人進(jìn)行了大量研究，其中，非正交堰是研究的新方向之一，其特點(diǎn)是在相同河谷寬度的情況下，溢流前沿長(zhǎng)度可比正交直線(xiàn)堰加長(zhǎng)數(shù)倍或十余倍，泄流能力與溢流前沿長(zhǎng)度成正比，泄流能力可大幅增加。經(jīng)本文研究，非正交堰泄流能力

2、與正交堰相比并非在任一情況下均會(huì)增大，這種狀態(tài)或條件稱(chēng)之為“失效狀態(tài)”或“失效條件”。因此，針對(duì)非正交堰失效條件展開(kāi)的研究具有重要的實(shí)際工程意義。
　　 本文采用概化堰流試驗(yàn)及溢流堰三維紊流數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)非正交堰的泄流能力及失效條件進(jìn)行了初步研究，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)進(jìn)行了正交堰及非正交堰的概化水槽試驗(yàn)，主要結(jié)合水面線(xiàn)變化及水流流態(tài)，著重研究了非正交堰的堰角、堰型、淹沒(méi)度對(duì)泄流能力的影響，初步獲得了

3、非正交堰的泄流特性及失效條件。
　　 (2)鑒于概化試驗(yàn)的局限性，為更進(jìn)一步深入探討非正交堰的失效原因，選取物模試驗(yàn)的典型工況，應(yīng)用FLUENT軟件對(duì)不同型式溢流堰的泄流過(guò)程進(jìn)行了三維數(shù)值模擬?；跀?shù)值模擬結(jié)果獲得了溢流堰附近的流場(chǎng)及水面線(xiàn)，與物模試驗(yàn)成果相吻合，驗(yàn)證了數(shù)值方法的可行性以及合理性。
　　 (3)基于物模試驗(yàn)獲得的非正交堰的失效條件及三維數(shù)值模擬計(jì)算成果，從流場(chǎng)特性、堰角及淹沒(méi)度等方面進(jìn)行了大量綜合分析，獲