閘墻長(zhǎng)廊道側(cè)支孔輸水系統(tǒng)布置型式及消能效果研究.pdf

1、近年來為促進(jìn)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)正大力發(fā)展西部?jī)?nèi)河航運(yùn)事業(yè)，大批內(nèi)河航運(yùn)設(shè)施正在或即將建設(shè)。因而船閘輸水系統(tǒng)型式的選擇、布置及其相關(guān)水力學(xué)問題等將成為今后通航水力學(xué)的研究重點(diǎn)。 本課題研究分析了閘墻長(zhǎng)廊道側(cè)支孔輸水系統(tǒng)的水力特性和消能效果，并針對(duì)這種輸水系統(tǒng)在我國(guó)船閘建設(shè)應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，提出了在出水孔前布置一道小的消能坎，改變整個(gè)閘室流場(chǎng)，從而降低這種輸水系統(tǒng)對(duì)起始水深和船閘規(guī)模的要求，改善閘室內(nèi)的水流條件和船舶停泊條件，

2、優(yōu)化閘室輸水系統(tǒng)布置。本課題采用物理模型與三維數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的方法，對(duì)閘墻長(zhǎng)廊道側(cè)支孔輸水系統(tǒng)在使用不同的消能坎布置情況時(shí)的消能效果進(jìn)行比較研究。數(shù)學(xué)模型采用國(guó)際上先進(jìn)的紊流計(jì)算軟件Fluent，選用水氣兩相流的VOF追蹤模擬自由表面，采用RNGk-ε紊流模型進(jìn)行數(shù)值模擬。對(duì)測(cè)量和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了大量仔細(xì)的分析，得到如下結(jié)論： 1.數(shù)模計(jì)算結(jié)果與物理模型試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，從而證實(shí)數(shù)模計(jì)算結(jié)果基本正確，是可信的。數(shù)模計(jì)算結(jié)果信息量龐

3、大，全面反映了消力池的水力特性和消能過程，是物理模型的有力補(bǔ)充。 2.消能坎的設(shè)置使水流在閘室底部得到充分的擴(kuò)散，提高消能效率，大大改善了閘室內(nèi)的水流條件和船舶停泊條件，優(yōu)化了閘室輸水系統(tǒng)布置。 3.消能坎高度對(duì)整個(gè)閘室流場(chǎng)的影響顯著，對(duì)孔口射流的挑流作用非常明顯，而消能坎的布置位置則影響到局部的消能效果，試驗(yàn)和數(shù)模結(jié)果都表明消能坎宣布置在離出水孔口約3倍出水孔高度的距離附近，消能坎高度宜選擇0.5倍出水孔高度。