閘墻長廊道側(cè)支孔輸水系統(tǒng)布置型式及消能效果研究.pdf

1、近年來為促進西部地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，我國正大力發(fā)展西部內(nèi)河航運事業(yè)，大批內(nèi)河航運設(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。 本課題研究分析了閘墻長廊道側(cè)支孔輸水系統(tǒng)的水力特性和消能效果，并針對這種輸水系統(tǒng)在我國船閘建設(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，改變整個閘室流場，從而降低這種輸水系統(tǒng)對起始水深和船閘規(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，對閘墻長廊道側(cè)支孔輸水系統(tǒng)在使用不同的消能坎布置情況時的消能效果進行比較研究。數(shù)學(xué)模型采用國際上先進的紊流計算軟件Fluent，選用水氣兩相流的VOF追蹤模擬自由表面，采用RNGk-ε紊流模型進行數(shù)值模擬。對測量和計算結(jié)果進行了大量仔細(xì)的分析，得到如下結(jié)論： 1.數(shù)模計算結(jié)果與物理模型試驗結(jié)果吻合良好，從而證實數(shù)模計算結(jié)果基本正確，是可信的。數(shù)模計算結(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充。 2.消能坎的設(shè)置使水流在閘室底部得到充分的擴散，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.消能坎高度對整個閘室流場的影響顯著，對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。