馬嶺水利樞紐工程導(dǎo)流與泄洪建筑物體型研究.pdf

1、馬嶺水利樞紐工程地形狹窄，下游消能空間有限，水力學(xué)問題較為復(fù)雜。施工導(dǎo)流期，導(dǎo)流洞的安全運(yùn)行影響工程度汛與建筑物施工，進(jìn)口體型對過流水流的流態(tài)有一定影響，流態(tài)變化又直接決定導(dǎo)流洞內(nèi)水力參數(shù)的變化，因此有必要對進(jìn)口體型進(jìn)行研究。樞紐運(yùn)行期，壩身泄水孔大流量泄洪時容易存在向心集中問題，而消能工體型不同，泄水孔水舌的能量分布與下游的沖刷深度就存在差異。為研究消能工體型對流場的影響，優(yōu)化導(dǎo)流與泄水建筑物布置形式，本文在模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用數(shù)值

2、模擬分別計(jì)算了導(dǎo)流洞與壩身泄水孔在不同體型下的流場分布。
　　首先，利用FLUENT軟件對導(dǎo)流洞流場進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算得到的壓力等流場數(shù)據(jù)與模型試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。通過其進(jìn)口體型的研究，發(fā)現(xiàn)，如果進(jìn)口頂板曲線銜接順暢，就會對減小水流脫壁現(xiàn)象有利，因此，邊界連接處的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量滿足相切的原則，以減小拐點(diǎn)的影響;進(jìn)口截面的形狀對水流流態(tài)的影響相對更加顯著，進(jìn)口截面采用矩型斷面后，相比城門洞型斷面，水流脫壁現(xiàn)象減弱，能量損失小，同時能夠降低

3、門槽位置空化發(fā)生的可能性;綜合不同體型的研究，比較后認(rèn)為，導(dǎo)流洞采用矩型進(jìn)口更有利于導(dǎo)流泄洪。
　　其次，利用FLOW-3D軟件對壩身泄水孔過流流場進(jìn)行數(shù)值模擬，數(shù)值計(jì)算結(jié)果基本能夠反映流場信息。研究發(fā)現(xiàn)，溢流式泄水孔大單寬泄洪情況下，窄縫消能工水舌擴(kuò)散能力有限，下泄能量集中，而采用高差動坎消能工后，水舌能夠?qū)崿F(xiàn)縱向拉開和橫向擴(kuò)散，保證下泄水流能量的分散。進(jìn)一步分析高差動坎消能工的消能機(jī)理可得，這一消能工體型下，入水水舌形態(tài)多樣，