窄縫消能工的水力特性試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國高壩建設(shè)的迅速發(fā)展，泄水建筑物的消能問題亦愈發(fā)突出。實(shí)踐表明，窄縫消能工突破了常規(guī)等寬鼻坎消能工的傳統(tǒng)模式，利用挑坎兩側(cè)側(cè)墻的收縮使水流縱向擴(kuò)散，加劇水流紊動使其充分摻氣，提高了消能率，從而達(dá)到減輕下游河床沖刷的目的。目前，窄縫消能工已成功地應(yīng)用在國內(nèi)外高水頭泄水建筑物中，成為一種高效的消能工。
　　 然而，由于窄縫消能工水流的復(fù)雜性以及受來流及下游邊界條件的影響，窄縫消能工的設(shè)計(jì)與運(yùn)用尚沒有較完善的分析方法及較統(tǒng)一的經(jīng)

2、驗(yàn)公式，仍主要依賴于水力學(xué)模型試驗(yàn)研究成果。近年來，隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的提高，采用數(shù)值模擬來對窄縫消能工進(jìn)行模擬研究己成為一種新的趨勢，利用數(shù)值模擬計(jì)算和物理模型試驗(yàn)相結(jié)合的方法對窄縫消能工的水力特性及消能效果進(jìn)行研究是今后研究的方向。
　　 為了進(jìn)一步探討窄縫消能工的水力特性，在收集整理國內(nèi)外關(guān)于窄縫消能研究成果的基礎(chǔ)上，以水布埡1＃泄槽為研究對象，采用物理模型試驗(yàn)與三維數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法進(jìn)行了較為深入的研究。
　

3、　 物理模型采用1:100 單體水工模型，對三種不同來流工況下，采用不同收縮比窄縫形式的水力學(xué)特性進(jìn)行了試驗(yàn)及對比分析，得出了有關(guān)收縮比與側(cè)墻壓力分布、水舌空中形態(tài)、下游河床沖刷等水力學(xué)特性的基本規(guī)律，論證了水布埡樞紐窄縫消能工體型參數(shù)選擇的合理性，進(jìn)一步豐富了窄縫消能工學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究成果。
　　 數(shù)學(xué)模型采用了RNG 紊流模型，利用VOF 方法追蹤自由表面，網(wǎng)格剖分采用? ? K了分塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格及非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格相結(jié)合的方法，利用