活動式導(dǎo)流裝置布置方式與導(dǎo)流效果的研究.pdf

1、彎道水流是一種常見的水流現(xiàn)象，其特有的運(yùn)動特性主要表現(xiàn)在水面橫比降、橫向環(huán)流、流速重分布和輸沙四個方面。彎道水流在做曲線運(yùn)動時(shí)形成螺旋流，而它正是彎道凹岸沖刷和凸岸淤積的根本原因。因此，改善彎道水流結(jié)構(gòu)是解決彎道沖刷淤積的關(guān)鍵所在。經(jīng)過大量的理論及試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)流板這一工程措施能夠較好的改善彎道水流的結(jié)構(gòu)，可以利用在導(dǎo)流板區(qū)形成淤積的特點(diǎn)保護(hù)彎道凹岸、大橋邊墩等，利用其外側(cè)沖刷的特點(diǎn)，沖刷取水口、航道礙行部位的淤積物，使之能正常運(yùn)用。

2、本文提出的活動式導(dǎo)流裝置是將導(dǎo)流板安置在活動船上，具有安全、方便、有效、快捷、可重復(fù)利用的特點(diǎn)，可以滿足搶險(xiǎn)的高機(jī)動性要求。基于此，本文進(jìn)行了活動式導(dǎo)流裝置布置方式與導(dǎo)流效果的研究，通過比較導(dǎo)流板前后的流速變化、板后回流漩渦區(qū)長度和導(dǎo)流板頭部的相對沖刷深度來確定導(dǎo)流板的最佳布置方式和尺寸，為黃河河道治理提供重要的依據(jù)。
　　本文以改善彎道水流結(jié)構(gòu)為目標(biāo)，分別運(yùn)用物理試驗(yàn)和數(shù)學(xué)模型兩種方法對不同布置方式的導(dǎo)流板的導(dǎo)流效果進(jìn)行研究。首

3、先運(yùn)用物理試驗(yàn)的實(shí)測數(shù)據(jù)對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)果吻合較好。其次分別建立了平面二維和立面二維的流函數(shù)一渦量模型，并對概化河道和天然河道的導(dǎo)流板流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。最后對導(dǎo)流板頭部的沖刷坑計(jì)算進(jìn)行了初步探討。本研究取得的主要成果如下：
　　(1)分別建立了平面二維和立面二維的流函數(shù)-渦量數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用物理試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果顯示：兩者的結(jié)果吻合較好，能夠證明模型的可靠性。
　　(2)運(yùn)用數(shù)學(xué)模型對概化

4、河道和天然河道中不同布置方案的導(dǎo)流板的導(dǎo)流護(hù)岸效果進(jìn)行了模擬分析，其中包括了不同長度、不同入水角度、不同個數(shù)和不同入水深度的模擬。模擬結(jié)果顯示：導(dǎo)流板長度為30m-50m、放置角度為300-600、多組次和入水深度比為0.4-0.5的工況條件下的導(dǎo)流效果較好。
　　(3)運(yùn)用沖刷坑計(jì)算公式對導(dǎo)流板板頭處的局部沖刷進(jìn)行數(shù)值模擬，模擬結(jié)果給出了最大沖刷深度及沖刷范圍。導(dǎo)流板頭部的相對沖刷深度隨著板長的增加而增加，垂直放置的導(dǎo)流板頭部的