寬淺陡槽急流穩(wěn)定性分析及其控導(dǎo)措施研究.pdf

1、寬淺陡槽泄水運用時水深淺、流速大，邊壁糙率、水流摻氣等各種影響相對增強，致使這類水流缺乏對外界干擾的遏制能力、泄流不穩(wěn)定，陡槽末端主流偏移，消力池出現(xiàn)立軸旋渦，消能不充分。本論文以前期典型工程寬淺陡槽的研究成果為基礎(chǔ)，通過改變陡槽底坡的系列模型試驗研究寬淺急流水流特性，探討影響寬淺陡槽泄水消能流態(tài)穩(wěn)定的主要原因；從提高寬淺急流穩(wěn)定性，調(diào)整水流動量橫向分布出發(fā)，根據(jù)前期研究提出的潛沒式三角翼體進行介入式控導(dǎo)措施，進一步分析潛沒式三角翼體控

2、導(dǎo)寬淺急流的機理，尋求不同水流強度、不同流量大小條件下潛沒式三角翼的設(shè)計參數(shù)。
　　 論文首先采取概化模型，選取不同底坡陡槽進行試驗，研究不同水流強度(Fr)情況下寬淺急流動量分布特征及其穩(wěn)定性。研究表明寬淺急流能量損耗遠(yuǎn)大于一般明渠急流，且動量橫向分布存在兩種不同形態(tài)：“橢圓型”與“馬鞍型”，前者水流穩(wěn)定性差，有可能產(chǎn)生立軸旋渦，降低消能率；后者水流穩(wěn)定性好，消能比較充分。同時研究發(fā)現(xiàn)，相同流量下，隨著弗勞德數(shù)Fr的增大，水流

3、的抗擾動能力相應(yīng)增強。提出寬淺急流是否穩(wěn)定主要取決于躍前斷面寬深比B/h和弗勞德數(shù)Fr兩個要素，并擬合出用于判別寬淺陡槽急流穩(wěn)定性的臨界曲線，該曲線可為研究急流控制理論提供參考。
　　 根據(jù)前期研究所提出的潛沒式三角翼體的基本體型，在系列模型試驗中，采取改變?nèi)且眢w設(shè)計參數(shù)，研究不同底坡、不同流量條件下潛沒式三角翼體控導(dǎo)寬淺急流的方法與實際效果，進一步分析其控導(dǎo)機理，以消力池躍前斷面達(dá)到“馬鞍型”動量分布為目的，重點分析潛沒式三