跌坎及突擴(kuò)型消力池水動(dòng)力特性研究.pdf

1、隨著水利工程的快速發(fā)展及人們生態(tài)環(huán)保意識(shí)的不斷提高，作為在傳統(tǒng)底流消能工的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型消能工，跌坎型及突擴(kuò)型消力池不僅具有消能率高、泄洪霧化小、尾水波動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，還可以在一定程度上降低消力池底的水力學(xué)指標(biāo)，使其可以安全的應(yīng)用于高水頭、大泄量的水利工程，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文通過(guò)模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法，分析了跌坎及突擴(kuò)型消力池的水動(dòng)力特性，主要成果如下:
　　(1)通過(guò)數(shù)值計(jì)算及模型試驗(yàn)研究了跌坎及突擴(kuò)型消力池內(nèi)的水流流態(tài)

2、與臨底流速分布，跌坎及突擴(kuò)可以降低消力池底的最大臨底流速。當(dāng)上下游水位一定時(shí)，無(wú)量綱值vmax/(g0.5h05)與相對(duì)跌坎高度a/H呈線(xiàn)性關(guān)系。
　　(2)跌坎消力池時(shí)均壓力分布同挑跌流消力塘?xí)r均壓力分布類(lèi)似，具有明顯的沖擊區(qū)域;消力池?zé)o突擴(kuò)時(shí)，時(shí)均壓力在橫向分布上基本無(wú)差異，即同一x位置時(shí)均壓力值相同，消力池突擴(kuò)以后，在水躍發(fā)生的范圍內(nèi)突擴(kuò)區(qū)域的時(shí)均壓力明顯較中心區(qū)域的時(shí)均壓力值小。
　　(3)通過(guò)模型試驗(yàn)研究，分析了跌

3、坎消力池及突擴(kuò)消力池脈動(dòng)壓力分布特性，分別得出了跌坎消力池最大脈動(dòng)壓力系數(shù)ξmax與a/H及k的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式及突擴(kuò)消力池ξmax與突擴(kuò)比β及k的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。分析了跌坎消力池不同a/H值脈動(dòng)壓力的空間積分尺度、概率密度分布、頻譜特性及突擴(kuò)消力池脈動(dòng)壓力的橫向分布規(guī)律。
　　(4)通過(guò)模型試驗(yàn)研究，分析了跌坎消力池及突擴(kuò)消力池的上舉力分布特性，分別得出了跌坎消力池最大上舉力系數(shù)εmax與a/H及k的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式及突擴(kuò)消力池最大上舉力