水電站泄洪霧化理論及其數(shù)字模型的研究.pdf

1、該論文對底流泄洪霧化和挑流泄洪霧化的數(shù)值模擬做了多方面的工作,可歸納為以下三個部分:第一部分為底流泄洪霧化數(shù)學(xué)模型的建立和預(yù)測.首先,根據(jù)底流消能泄流霧化的機(jī)理,應(yīng)用量綱分析方法,得到水霧霧源量的計算關(guān)系式.在霧源為連續(xù)線源和任意風(fēng)向的條件下,利用高斯擴(kuò)散方程,研究了水霧在峽谷內(nèi)擴(kuò)散規(guī)律.結(jié)合霧雨自動轉(zhuǎn)換過程、碰并過程、霧滴的凝結(jié)和蒸發(fā)過程,得到霧源下游流場水霧濃度、溫度、相對濕度和降水強(qiáng)度的分布.其次,根據(jù)灣塘水電站原型觀測數(shù)據(jù),對底

2、流泄洪霧化的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了反饋分析.應(yīng)用葛洲壩二江泄水閘泄洪霧化原型觀測數(shù)據(jù),驗證了底流泄洪霧化的數(shù)學(xué)模型.最后,應(yīng)用底流泄洪霧化的數(shù)學(xué)模型,對向家壩水電站泄洪霧化進(jìn)行了預(yù)測,得到不同工況下水霧濃度、相對濕度、溫度和雨強(qiáng)的影響范圍.第二部分為挑流泄洪霧化數(shù)學(xué)模型的建立和預(yù)測,該模型包括水舌的運動、水滴隨機(jī)噴濺和水霧擴(kuò)散.首先,在考慮水舌擴(kuò)散和摻氣的條件下,建立了摻氣水舌的運動微分方程,提出了挑流水舌運動參數(shù)的求解方法.研究兩股摻氣水舌在

3、空中的碰撞特性.在考慮地形的條件下,研究了挑流水舌撞擊尾水時水滴隨機(jī)噴濺特性,建立了水滴隨機(jī)碰濺的數(shù)學(xué)模型,提出了地面降雨強(qiáng)度的求解方法.研究了水霧擴(kuò)散的微分方程,并對于二維恒定霧流擴(kuò)散方程,得到水霧濃度和降雨強(qiáng)度的表達(dá)式.其次,根據(jù)漫灣和李家峽水電站原型觀測數(shù)據(jù),對挑流泄洪霧化的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了反饋分析.應(yīng)用烏江渡和二灘水電站泄洪霧化的原型觀測數(shù)據(jù),驗證了挑流泄洪霧化的數(shù)學(xué)模型.最后,應(yīng)用挑流泄洪霧化的數(shù)學(xué)模型,對龍灘、拉西瓦和糯扎渡水