導流墩在明渠擴散段的控導作用研究及其數(shù)值模擬.pdf

1、分類號：UDC：密級：單位代碼：!QQZ璺華北水利水電大學碩士學位論文導流墩在明渠擴散段的控導作用研究及其數(shù)值模擬CONTRoLRESEARCHoFTHEDIVERSIONPIERINTHEoPENCHANNELDIFFUSERANDNUMEIUCALSIMULATION2013年6月摘要導流墩在明渠擴散段的控導作用研究及其數(shù)值模擬摘要明渠擴散段由于某種原因設計成較大的擴散角時，水流將產(chǎn)生邊界層分離現(xiàn)象，流態(tài)往往不滿足設計要求。為了避免

2、擴散角過大造成擴散段水流與邊界分離，采取導流墩等控導措施干預水流，使水流擴散基本均勻，在某種情況下是一種較好選擇。本文以某典型工程明渠擴散連接段為研究對象，分析研究大擴散角條件下擴散段水流的運動特性及其改善流態(tài)的控導措施。論文通過物理模型試驗，首先對3025。與571。兩種擴散角度的擴散段水流的流態(tài)、特征斷面水深分布及流速分布等水力要素展開量測與分析，總結(jié)歸納兩種擴散角條件下水流的基本特性，分析比較不同擴散角對擴散段水流流態(tài)及能量損失所

3、帶來的影響。針對3025。擴散角之擴散段的水流出現(xiàn)邊界層分離現(xiàn)象，實施控導措施，展開試驗研究。結(jié)合前期模型試驗的經(jīng)驗，擬定導流墩的體型、尺寸及設置參數(shù)，通過改變導流墩體型及尺寸進行對比試驗，論證導流墩體選型的合理性。以控導擴散段水流沿兩翼流動，消除邊界層分離現(xiàn)象，使擴散段上游斷面水位較無導流墩方案明顯降低，使擴散段下游斷面動量分布基本均勻為原則，對導流墩方案進行模型試驗，確定其設置參數(shù)。通過改變導流墩設置相對位置X／B與分流角13，研究

4、不同組合情況對水流的控導效果。采取單因子分析法并借助數(shù)理統(tǒng)計手段，以擴散段上游斷面水位降低相對值與擴散段下游斷面動量分布變差系數(shù)@的最小值為量化指標，擬合得到：當X／B等于125時，導流墩分流角夕與水流強度廳的相關(guān)方程；以及當分流角t3為20。、23。、24。時，以擴散段下游斷面動量分布變差系數(shù)Cv為參變量，導流墩相對位置X／B與水流強度丹的相關(guān)方程。后期建立數(shù)學模型，對于不同擴散角度的明渠水流進行模擬計算，并與同條件下物理模型試驗成果