老渡口水電站溢洪道進(jìn)水渠水力特性數(shù)值分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和水利事業(yè)的蓬勃發(fā)展,為滿足日益發(fā)展的電力及其它需求,我國(guó)相繼出現(xiàn)一些巨型水利樞紐。在這些工程中,受地形地質(zhì)、施工等因素的限制,有許多工程的泄水建筑物采取岸邊式溢洪道。岸邊式溢洪道的進(jìn)水渠和溢流堰作為一個(gè)整體系統(tǒng)控制著下泄流量。不合理的進(jìn)水渠布置更是引起閘室不均勻過流、閘后水躍、泄槽中產(chǎn)生嚴(yán)重的水流折沖,甚至威脅著泄水建筑物及其附近壩體的安全。我們?cè)谠O(shè)計(jì)溢洪道進(jìn)水渠時(shí)要盡量保證渠內(nèi)水流能夠平順、穩(wěn)定進(jìn)入閘室。目前對(duì)岸邊式溢洪

2、道的研究焦點(diǎn)集中在控制段及消能段,而進(jìn)水渠在整個(gè)溢洪道設(shè)計(jì)中的重要性未能引起足夠的重視。對(duì)于實(shí)際工程中進(jìn)水渠遇到的問題,一般都是通過模型試驗(yàn)解決某一片面問題。進(jìn)水渠的設(shè)計(jì)基本采用經(jīng)驗(yàn),沒有系統(tǒng)的研究。
　　本文首先對(duì)進(jìn)水渠研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié),分析了進(jìn)水渠內(nèi)水流一般水力特性。驗(yàn)證了FLUENT數(shù)值模擬技術(shù)在研究進(jìn)水渠方面的可行性后,運(yùn)用此技術(shù)有針對(duì)性地模擬分析了進(jìn)水渠內(nèi)水流水力特性。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:
　　(1)建立老渡

3、口水電站溢洪道進(jìn)水渠及控制段三維數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用realizable k紊流模型及VOF自由水面處理技術(shù)對(duì)這一實(shí)際工程進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。將計(jì)算結(jié)??果與物理模型試驗(yàn)提取結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,一方面率定了數(shù)模計(jì)算中各參數(shù)設(shè)置的正確性,另一方面也更全面地提取了物模所難以測(cè)得的有效數(shù)據(jù)。能夠獲取進(jìn)水渠內(nèi)更多、更廣水力參數(shù)信息的FLUENT數(shù)模技術(shù),為更加深入地分析渠內(nèi)水流水力特性奠定基礎(chǔ)。
　　(2)采取同樣的設(shè)置方法,對(duì)幾組不同渠內(nèi)流速方案進(jìn)

4、行數(shù)值計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明:不改變進(jìn)水渠型式和堰頂水頭前提下,渠內(nèi)流速越小,水流的流態(tài)越平順、穩(wěn)定,溢洪道的下泄流量也隨著渠內(nèi)流速的減小而呈增加趨勢(shì)。工程設(shè)計(jì)中,在工程量允許范圍內(nèi)可考慮采用對(duì)渠底開挖的方法提高溢洪道的泄流能力。
　　(3)通過對(duì)幾組導(dǎo)墻擴(kuò)散角不變,而改變其長(zhǎng)度方案模型的計(jì)算結(jié)果可知:橢圓弧導(dǎo)墻體型可以有效的提高溢洪道下泄能力。導(dǎo)墻長(zhǎng)度越長(zhǎng),靠近閘室段的流態(tài)也相對(duì)越穩(wěn)定。但當(dāng)導(dǎo)墻長(zhǎng)度增加至一定范圍后,溢洪道的泄流量反