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平面扩散角对侧式进/出水口水力特性的影响
1
作者 高学平 罗畅 +1 位作者 刘殷竹 朱洪涛 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第3期1-7,共7页
为探究平面扩散角的最佳取值范围,依托某抽水蓄能电站侧式进/出水口,采用数值模拟方法,研究了不同平面扩散角条件下的进/出水口水力特性,分析了平面扩散角对进/出水口拦污栅断面流速分布、孔口流量分配、水头损失的影响。结果表明:在平... 为探究平面扩散角的最佳取值范围,依托某抽水蓄能电站侧式进/出水口,采用数值模拟方法,研究了不同平面扩散角条件下的进/出水口水力特性,分析了平面扩散角对进/出水口拦污栅断面流速分布、孔口流量分配、水头损失的影响。结果表明:在平面扩散角自25°增大至45°的过程中,出流工况拦污栅断面流速不均匀系数逐渐减小,孔口流量分配不均匀程度和水头损失逐渐增大;进流工况拦污栅断面流速分布、孔口流量分配和水头损失基本无变化。综合考虑进/出水口的各项水力指标,在拦污栅断面平均流速满足设计要求的情况下,得出平面扩散角的最佳取值范围为30°~40°,与现行规范相比该范围更为精确,且与矩形渐扩管阻力系数最小的扩散角取值范围相符。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 侧式进/出水口 平面扩散角 拦污栅断面流速 数值模拟
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开敞式河口局部冲刷水域水流特性研究
2
作者 付小莉 唐建华 +2 位作者 刘丰恺 刘煦 徐学军 《人民长江》 北大核心 2025年第S1期225-230,共6页
开敞式河口受强劲的潮流、波浪动力作用,加之特殊的河床、河岸边界影响,常出现局部冲刷,形成非典型的局部紊流条件,影响河口整治工程的安全实施。以长江口横沙浅滩局部冲刷深坑为例,结合实测水文资料建立了潮-径流耦合的三维水动力模型... 开敞式河口受强劲的潮流、波浪动力作用,加之特殊的河床、河岸边界影响,常出现局部冲刷,形成非典型的局部紊流条件,影响河口整治工程的安全实施。以长江口横沙浅滩局部冲刷深坑为例,结合实测水文资料建立了潮-径流耦合的三维水动力模型,探究了复杂地形条件下局部冲刷深坑的流场结构特征。结果表明:局部冲刷深坑水动力结构以潮流控制为主,径流控制为辅;在涨落急时段,潮流特征明显,且流速较大,在涨落憩时段,径流作用逐渐凸显,并以北缘护底堤坝为界,西北侧主要受径流控制,东南侧主要受潮流控制;局部冲刷坑的形成与该区域复杂的水动力特征密切相关,特别是落潮过程,汇流和跌水会使深坑区域流态紊乱,进而加剧冲刷。 展开更多
关键词 开敞式河口 局部冲刷 水流特性 数值模拟 水动力 横沙浅滩 长江口
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海上风力机组高承台群桩基础上的极端波浪载荷数值模拟研究 被引量：1
3
作者 胡金鹏 李争霖 +2 位作者 陈远明 宏波 张运秋 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期589-594,共6页
以畸形波为代表的极端波浪对海上风力机组基础的安全性具有潜在的威胁,该文以上海东海大桥海上风电示范项目中3 MW装机容量的海上风力机组高承台群桩基础为研究对象,首先利用Fluent软件建立规则波与海上风力机组高承台群桩基础的作用模... 以畸形波为代表的极端波浪对海上风力机组基础的安全性具有潜在的威胁,该文以上海东海大桥海上风电示范项目中3 MW装机容量的海上风力机组高承台群桩基础为研究对象,首先利用Fluent软件建立规则波与海上风力机组高承台群桩基础的作用模型,并与已有的实验结果进行比较以验证数值模拟结果的可靠性,进而以畸形波作为入射波浪条件模拟其对高承台群桩基础的冲击作用,并与规则波冲击结果进行比较以对比两种入射波条件下的作用异同。研究表明,采用数值模拟方法得到的承台波浪载荷比Morison方法更接近真实的物理模型试验结果;在实验组次相同的条件下,数值模拟结果误差比规范结果误差最多小39%,说明数值模拟方法结果更加适用;同尺度条件下畸形波产生的峰值波浪载荷可达到规则波力的2.2倍,因而未充分考虑极端波浪载荷的海洋工程基础结构将更具危险性。 展开更多
关键词 海上风力机组 极端波浪 畸形波 波浪载荷 高承台群桩基础
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滇中引水工程取水枢纽引水防沙试验研究
4
作者 王奕森 周智伟 +2 位作者 李志晶 李大志 金中武 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第8期188-197,207,共11页
为解决滇中引水工程取水枢纽的引水防沙问题,通过物理模型试验分析了工程兴建对河段水流泥沙运动的影响及引水渠泥沙淤积问题。研究发现,渠道流速、流态受进流条件和渠道的形态阻力等因素影响,较高的隔流墙可以完全分离左右槽水流,并控... 为解决滇中引水工程取水枢纽的引水防沙问题,通过物理模型试验分析了工程兴建对河段水流泥沙运动的影响及引水渠泥沙淤积问题。研究发现,渠道流速、流态受进流条件和渠道的形态阻力等因素影响,较高的隔流墙可以完全分离左右槽水流,并控制左右槽泵站的流量,使渠道水流相对平顺,渠道沉沙效果较好。中枯水流量下,长隔流墙方案的泵站量更易控制进口流,且回流范围小,断面流速分布更均匀。丰水丰沙来流条件下,泥沙在进流段开始沿程淤积,水流含沙量沿程减小。长隔流墙和短隔流墙方案进入泵站的含沙量差别不大。引水渠口门处的泥沙粒径较粗,经过引水渠淤积,进入泵站的泥沙粒径较细。虽然长隔流墙方案的淤积总量略大于短隔流墙方案,但其渠道检修以及清淤更为方便,可作为推荐方案。研究成果可为低水头引水工程取水枢纽的工程设计提供技术支撑。 展开更多
关键词 滇中引水工程 引水防沙 物理模型试验 水流特性 泥沙淤积
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基于DES模型及VOF方法的泄洪消能结构水流脉动特性分析
5
作者 侯春尧 张洪毅 +5 位作者 胡长浩 刘璐瑶 刘康 谢辉 李永龙 王皓冉 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第18期7770-7777,共8页
强烈的水流脉动是造成消力池等水工结构损伤的重要原因之一,因此明晰水工结构中的水流脉动特性对保障工程安全运行至关重要。基于DES模型及VOF方法建立了亭子口水电站消力池水工模型的精细数值模型,模拟结果与实验结果一致性较好。基于... 强烈的水流脉动是造成消力池等水工结构损伤的重要原因之一,因此明晰水工结构中的水流脉动特性对保障工程安全运行至关重要。基于DES模型及VOF方法建立了亭子口水电站消力池水工模型的精细数值模型,模拟结果与实验结果一致性较好。基于数值模拟结果分析了消力池中压力波动、脉动流速、涡量、以及紊动能的分布变化情况。结果表明消力池中压力波动沿水流方向表现出双峰分布特点,且在水流冲击区脉动量占比超过10%;展向和流向脉动流速在消力池中占主导地位,垂向脉动较弱,在水舌碰撞区域底板中心线处的展向脉动流速迅速减小;底板中心线和表孔中心线上流向和垂向的涡量具有小时均值、大脉动值的特点,跌坎引起的横轴旋涡对展向涡量分布有较大影响。紊动能能谱分析的结果显示消力池中水流脉动主要由大量1Hz以下的低频脉动组成,表明消力池中的紊流波动主要由大尺度和低频的涡流控制。研究结果有助于加深对消力池等泄洪消能结构水流特性的认知,为其设计及安全评估提供了一定参考。 展开更多
关键词 消力池 数值模拟 脉动特性 DES模型 VOF方法
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斜交桥桥墩形状阻水特性与壅水特性关系
6
作者 王勇 季日臣 +1 位作者 王国汇 方晟浩 《水电能源科学》 北大核心 2025年第5期80-83,20,共5页
为了解桥墩形状引起的壅水特性,建立三维水槽模型,使用水工模型试验数据对数值模型进行对比验证,探讨圆形、圆端形、矩形桥墩在不同斜交角度和阻水比时壅水及桥墩周边流场变化规律。结果表明,阻水比越大,桥前壅水曲线长度越大且墩后跌... 为了解桥墩形状引起的壅水特性,建立三维水槽模型,使用水工模型试验数据对数值模型进行对比验证,探讨圆形、圆端形、矩形桥墩在不同斜交角度和阻水比时壅水及桥墩周边流场变化规律。结果表明,阻水比越大,桥前壅水曲线长度越大且墩后跌水现象越显著;壅水值随斜交角的增大先变大后减小,随阻水比的增加而增大;阻水比小于9%时圆形壅水值最大,在大于9%时矩形壅水值最大,圆端形壅水值最小;斜交角度小于30°时圆形壅水值最大,圆端形墩最小,大于30°时矩形壅水值最大,圆端形最小;随斜交角度增加,流速分布发生非对称性改变,大流速分布范围不断向下游侧河岸偏移;流向偏转角随斜交角度增加先增大后减小且与阻水比呈正相关,矩形墩对水流流态干扰最大。研究结果可在一定程度上为桥梁防洪设计提供参考。 展开更多
关键词 斜交桥 数值模拟 桥墩形状 壅水 偏转角
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井式泵站进水流道流动特性及消涡方法
7
作者 陈天宇 傅宗甫 吕家才 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第4期45-51,共7页
井式泵站是一种新型的泵站布置方式,水泵沿内外工作井中外井的顶板周向布置,与传统泵站相比水泵进流条件复杂。基于SSTk-ω湍流模型进行数值模拟,结合物理模型,对无消涡和不同消涡措施水泵进口周围流态进行了分析,并选择了合适的消涡措... 井式泵站是一种新型的泵站布置方式,水泵沿内外工作井中外井的顶板周向布置,与传统泵站相比水泵进流条件复杂。基于SSTk-ω湍流模型进行数值模拟,结合物理模型,对无消涡和不同消涡措施水泵进口周围流态进行了分析,并选择了合适的消涡措施。结果显示,无消涡工况下,进水口附近会周期性产生附顶漩涡,进水口内外侧水流不对称是导致偏流的重要原因。采用的4种消涡方案均能在不同程度上改善流态,其中设置水平盖板的方式改善效果最好,喇叭口附近流态均匀,进水条件良好。 展开更多
关键词 井式泵站 进水流道 漩涡 数值模拟
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暴雨情景下明渠调水系统一维水动力模拟方法
8
作者 龙岩 刘玉欣 +3 位作者 张召 屠绎炜 谢新文 刘巧银 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第2期293-302,332,共11页
为精准模拟极端降雨情景下渠道水位的变化过程,以典型调水工程渠段为研究对象,基于一维水动力模型耦合暴雨入渠过程,并考虑马道、边坡等汇水区域的入渠雨量,建立入渠流量与降雨强度的函数关系。同时,根据实测水情、雨量和工情数据,对大... 为精准模拟极端降雨情景下渠道水位的变化过程,以典型调水工程渠段为研究对象,基于一维水动力模型耦合暴雨入渠过程,并考虑马道、边坡等汇水区域的入渠雨量,建立入渠流量与降雨强度的函数关系。同时,根据实测水情、雨量和工情数据,对大暴雨过程下的汇水范围校正系数β进行计算。结果表明:当β取值为0.6~0.7时,可用于研究区域渠段计算,模拟精度较高,结果合理。此外,采用降雨强度不同的实测暴雨过程对该方法进行验证,证明其能够有效提高降雨时段水动力仿真模拟精度。研究成果可为调水工程在极端降雨工况下的仿真预演提供参考。 展开更多
关键词 暴雨情景 暴雨过程 明渠调水系统 校正系数 水动力模拟
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流线形桥墩墩前壅水特性数值模拟研究
9
作者 王心宇 李书芳 +1 位作者 杨杰 高坡 《水电能源科学》 北大核心 2025年第6期70-74,共5页
为保护桥梁安全,提高河道行洪排涝能力,研究了几种不同体型的流线形桥墩对墩前壅水高度的影响。基于数值模拟的方法,拟定k为流线形桥墩形状系数,表征流线形反弧半径相对墩宽的大小,比较了各流线形桥墩的壅水高度。结果表明,在固定墩长... 为保护桥梁安全,提高河道行洪排涝能力,研究了几种不同体型的流线形桥墩对墩前壅水高度的影响。基于数值模拟的方法,拟定k为流线形桥墩形状系数,表征流线形反弧半径相对墩宽的大小,比较了各流线形桥墩的壅水高度。结果表明,在固定墩长、墩宽、桥墩间距的情况下,改变桥墩形状会影响桥墩墩前的最大壅水高度,增大形状系数k会降低墩前最大壅水高度;在相同的k值下,优化桥墩墩头降低壅水的效果优于优化桥墩墩尾,同时优化桥墩墩头和墩尾的效果更佳。该结论可为桥梁建设、河道治理等实际工程提供参考。 展开更多
关键词 数值模拟 壅水 水位线 桥墩形状优化
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散板式尾槛对消力池内水力特性的影响
10
作者 姜昊明 宁方锐 +1 位作者 霍俊波 张靖 《水电能源科学》 北大核心 2025年第6期96-100,105,共6页
针对传统消力池尾槛容易引发局部水体交换不畅以及鱼类、泥沙等不易通过等生态问题,提出一种散板式尾槛,并通过物理模型试验和数值模拟方法研究了其对消力池内水力特性的影响。结果表明,散板式尾槛对水流的阻挡效果较好,并且散板的间隙... 针对传统消力池尾槛容易引发局部水体交换不畅以及鱼类、泥沙等不易通过等生态问题,提出一种散板式尾槛,并通过物理模型试验和数值模拟方法研究了其对消力池内水力特性的影响。结果表明,散板式尾槛对水流的阻挡效果较好,并且散板的间隙使水流产生绕流有助于调整水流流态;相对于实体尾槛而言,散板式尾槛对局部压力的调整能力更强,压缩了压力幅值的变化范围。 展开更多
关键词 散板式尾槛消力池 水跃 压力 流速
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竖缝式鱼道主流蜿蜒度对草鱼上溯行为的影响研究 被引量：1
11
作者 石凯 孙双科 +3 位作者 柳松涛 李广宁 郑铁刚 柳海涛 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期93-100,108,共9页
竖缝式鱼道是一种国内外广泛应用的鱼道类型,其高效运行依赖于良好的池室水力特性。利用数值模拟方法,依据池室主流居中及回流区对称分布的原则,选择了3种不同主流蜿蜒度的竖缝式鱼道池室布置方案,并在此基础上构建了物理模型;以草鱼作... 竖缝式鱼道是一种国内外广泛应用的鱼道类型,其高效运行依赖于良好的池室水力特性。利用数值模拟方法,依据池室主流居中及回流区对称分布的原则,选择了3种不同主流蜿蜒度的竖缝式鱼道池室布置方案,并在此基础上构建了物理模型;以草鱼作为试验对象进行了对比试验,分析了它们在3种方案中的上溯表现;结合水力学指标与草鱼上溯数据,提出了推荐的竖缝式鱼道池室主流蜿蜒度。结果表明:随着主流蜿蜒度的增大,主流覆盖范围扩大,最大主流强度随路径长度而减弱的程度加剧,同时竖缝断面的流速梯度亦增大,但主流流速和竖缝流速均有所降低;当使用草鱼作为评判标准时,方案Ⅱ表现出最佳性能,草鱼的上溯轨迹更为集中且过程连贯,摆尾次数较少,耗时较短,成功率最高,因此,推荐方案Ⅱ为最优的池室布局设计。研究成果将有助于指导实际竖缝式鱼道项目的水力设计工作。 展开更多
关键词 竖缝式鱼道 上溯行为 蜿蜒度 草鱼 数值模拟 模型试验
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深孔近壁紊流发展对闸孔过流能力的影响
12
作者 阮艳平 邱勇 +2 位作者 马德坡 季伦永 孔德鑫 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期101-108,共8页
高水头水利枢纽中深式泄水孔的泄流能力对工程安全性具有直接影响。采用RNG k-ε湍流模型模拟了深孔弧形闸门全开(1.20 m)状态下闸前水流的紊动特性。结果表明:随着作用水头的增加,近壁区域水流速度梯度增大,近壁紊流层厚度相应增加,紊... 高水头水利枢纽中深式泄水孔的泄流能力对工程安全性具有直接影响。采用RNG k-ε湍流模型模拟了深孔弧形闸门全开(1.20 m)状态下闸前水流的紊动特性。结果表明:随着作用水头的增加,近壁区域水流速度梯度增大,近壁紊流层厚度相应增加,紊流时均切应力也随之增大,导致水流紊乱程度加剧和能量耗散显著增加。具体而言,当作用水头从12.5 m增加到52.5 m时,闸前近壁紊流层的最大厚度增加了67%,最大切应力增加了4.57倍,最大紊动强度增加了89%,而紊流动能耗损则增加了5.50倍。过闸水流在上述紊动特性的综合影响下,其流量系数随作用水头的上升先增大后减小(由0.915增至0.931后又下降至0.930)。在作用水头为42.5 m时,表征闸孔过流能力的流量系数达到最大值。然而,随着作用水头继续增加,尽管闸孔过流量继续增大,但增幅持续减小,表明闸孔超泄能力进一步下降。因此,随着作用水头的增加,深孔近壁紊流层厚度增加(有效过流面积减少),紊动强度加大,导致闸前水流的能量耗散增加,从而使流量系数的增长率减小甚至出现负增长,在深孔泄流能力计算中应考虑这一因素。 展开更多
关键词 深式泄水孔 过流能力 近壁紊流层 能量耗散 紊流时均切应力
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抽水蓄能电站水平弯段侧式进/出水口的优化
13
作者 郭港归 刘亚坤 +2 位作者 魏杰 卢洋亮 张帝 《水科学进展》 北大核心 2025年第1期85-96,共12页
抽水蓄能电站工程受地形影响引水隧洞存在水平转角,导致出流工况进/出水口各流道流量差异较大。本文以某工程中带水平弯段转角为29.27°的侧式进/出水口为研究对象,基于三维数值模拟分析弯段中迪恩涡结构的演变规律,探讨2种解决侧式... 抽水蓄能电站工程受地形影响引水隧洞存在水平转角,导致出流工况进/出水口各流道流量差异较大。本文以某工程中带水平弯段转角为29.27°的侧式进/出水口为研究对象,基于三维数值模拟分析弯段中迪恩涡结构的演变规律,探讨2种解决侧式进/出水口偏流问题的措施。结果表明:(1)迪恩涡导致隧洞断面主流呈“月牙形”分布,弯段内侧出现低流速区,导致隧洞流速分布不均。(2)减少隧洞转弯半径、增加导流板可以减少隧洞段偏流侧的流速、缓解流速分布的不均匀度,但导致偏流侧中间流道的流量增大;在此基础上中墩前移可均衡各流道流量,实现进/出水口流量的均匀分配,但以上联合措施会增加额外的水头损失。(3)偏转隧洞轴线使隧洞顶部和底部产生迪恩涡,抵消原断面中心迪恩涡的影响,显著改善了隧洞流速分布的不均匀性,实现进/出水口流量的均衡。研究成果对带弯段的侧式进/出水口设计具有指导意义。 展开更多
关键词 侧式进/出水口 水平弯段 迪恩涡 流量分配
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斜切挑坎横向压力差研究
14
作者 冉雨博 刘超 +2 位作者 邓军 卫望汝 隆强 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期54-65,82,共13页
斜切挑坎在挑流设计中是一种常用的挑坎体型,能使水流在纵向上充分扩散,避免水流集中冲击于同一位置。斜切体型设计会使挑射水流在运动过程中在横向方向上呈现扩散角度增大的现象,但对此现象的深入研究较少。本文主要针对长边侧与短边... 斜切挑坎在挑流设计中是一种常用的挑坎体型,能使水流在纵向上充分扩散,避免水流集中冲击于同一位置。斜切体型设计会使挑射水流在运动过程中在横向方向上呈现扩散角度增大的现象,但对此现象的深入研究较少。本文主要针对长边侧与短边侧之间的横向压力差进行研究,探究斜切挑坎横向压力差受挑坎尺寸与来流条件的影响,为后续斜切挑坎水舌横向扩散研究提供相关参考依据。本文使用数值模拟方法对不同挑坎尺寸与来流条件下斜切挑坎的出流情况进行模拟,分析了斜切挑坎内横向压力差的分布特征,以及挑坎尺寸与来流条件对横向压力差的影响。研究发现,最大横向压力差位于斜切挑坎短边边墙末端底板位置,横向压力差与斜切角度、来流流速、来流水深呈正相关,与挑坎半径呈负相关,并拟合了最大横向压力差与挑坎尺寸、来流条件有关的计算式。研究成果对斜切挑坎挑流水力设计具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 挑流消能 斜切挑坎 数值模拟 挑坎出口 压力差
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龙抬头式竖井溢洪洞水力特性研究
15
作者 黄家姝 刘华 +3 位作者 薛玉林 孟帮杰 李宏娟 黄真乾 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第3期95-100,共6页
基于某高水头、大流量竖井式溢洪洞工程,提出一种新型龙抬头式竖井溢洪洞。采用数值模拟计算,对比分析原设计有压板式竖井溢洪洞和优化的新型龙抬头式竖井溢洪洞两种体型,后者水流衔接平顺,流态较好。进一步采用数值模拟计算和模型试验... 基于某高水头、大流量竖井式溢洪洞工程,提出一种新型龙抬头式竖井溢洪洞。采用数值模拟计算,对比分析原设计有压板式竖井溢洪洞和优化的新型龙抬头式竖井溢洪洞两种体型,后者水流衔接平顺,流态较好。进一步采用数值模拟计算和模型试验的方法,对新型龙抬头式竖井溢洪洞开展水力特性研究。研究发现:消力井内水垫较深,底板冲击压力和脉动压强较小,提高了消能井中湍动强度与消能率,减小了空化空蚀风险;龙抬头衔接段的水流稳定,避免了水流冲顶现象。新型龙抬头式竖井溢洪洞的水工模型试验和数值模拟计算的水面线、流速和压力等参数,二者结果吻合较好。优化的新型龙抬头式竖井溢洪洞有效提高竖井的消能,为工程提供了一种新的竖井消能方案。 展开更多
关键词 龙抬头式竖井溢洪道 数值模拟 模型试验 流态 压力分布 消能率
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间歇性泄洪对鱼类躲避TDG过饱和胁迫空间的影响研究
16
作者 王莉 唐琦 +2 位作者 冀前锋 梁瑞峰 李克锋 《水电能源科学》 北大核心 2025年第2期78-83,共6页
高坝泄洪造成的总溶解气体(TDG)过饱和威胁河道生态安全,目前尚无较好的解决方法。因此,采用平面二维数值模型,针对日调节水库运行特征,研究了不同间歇性泄洪工况下的TDG饱和度分布。结合鱼类对TDG饱和度的耐受能力,分析了间歇性泄洪工... 高坝泄洪造成的总溶解气体(TDG)过饱和威胁河道生态安全,目前尚无较好的解决方法。因此,采用平面二维数值模型,针对日调节水库运行特征,研究了不同间歇性泄洪工况下的TDG饱和度分布。结合鱼类对TDG饱和度的耐受能力,分析了间歇性泄洪工况下可供鱼类躲避区域面积的变化规律。结果表明,在等时段间歇性泄洪模式下,随着间歇时间增加,鱼类可躲避区域面积平均值逐渐增加,但可躲避区域面积最小值随间歇时间增加先减小后增大;在不等时段间歇性泄洪模式下,提高间歇时间与泄洪时间之比将增加鱼类可躲避区域面积,降低可躲避区域面积最小值。研究结果可为高坝工程制定生态调度提供方法参考,对维护河流生态安全具有一定的生态意义。 展开更多
关键词 调度方案 数值模拟 TDG过饱和 可躲避区域 间歇性泄洪
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两河口深孔泄洪洞掺气水流水力特性试验研究
17
作者 王继敏 刘宗显 +2 位作者 杜成波 马斌 张子良 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第4期103-111,共9页
基于两河口泄洪洞进行机理试验,研究了在不同过流条件下3种掺气坎的水流流态、动水压强、通气空腔、风速及水体掺气浓度的变化规律,分析了现有空腔长度、气水比及含水比计算公式对本工程试验的适用性,为后续工程开展及本领域研究提供基... 基于两河口泄洪洞进行机理试验,研究了在不同过流条件下3种掺气坎的水流流态、动水压强、通气空腔、风速及水体掺气浓度的变化规律,分析了现有空腔长度、气水比及含水比计算公式对本工程试验的适用性,为后续工程开展及本领域研究提供基础。研究结果表明:泄洪流量越大,水流掺气现象越明显,时均压强与脉动压强均方根峰值越大,气水比、空腔负压、空腔长度等水力参数越大。在相同流量下,掺气浓度沿程逐渐增大,且垂向掺气浓度分布依次出现“C”形、“S”形及“一”字分布规律;在同断面不同流量下,掺气浓度随着流量的增大而增大,且垂向掺气浓度分布依次出现“一”字、“S”形及“C”形分布规律。通过对现有计算公式的分析和探讨,认为时启燧空腔长度计算公式、陈肇和气水比计算公式及Hall含水比计算公式对本工程适用性最好。 展开更多
关键词 深孔泄洪洞 空腔长度 含水比 掺气浓度 气水比
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丰满大坝重建工程鱼道进口出流影响范围研究
18
作者 贺新娟 胡玮 +2 位作者 白冰 杨辉 张志崇 《水电能源科学》 北大核心 2025年第6期66-69,共4页
鱼类顺利到达过鱼设施吸引区后进入鱼道进口且成功通过鱼道,其吸引区水流特性为影响鱼类游泳行为的关键因素,需进一步研究提高进口吸引率的水流条件。为获得适合鱼类上溯的过鱼设施操作运行条件,以丰满大坝重建工程过鱼设施为例,采用数... 鱼类顺利到达过鱼设施吸引区后进入鱼道进口且成功通过鱼道,其吸引区水流特性为影响鱼类游泳行为的关键因素,需进一步研究提高进口吸引率的水流条件。为获得适合鱼类上溯的过鱼设施操作运行条件,以丰满大坝重建工程过鱼设施为例,采用数值模拟为辅、模型试验为主的方法,研究了10种不同边界条件下的2个鱼道进口出流影响范围。结果表明,当鱼道运行水深一定时,鱼道的来流量越大,吸引区水流影响范围越大,运行水深2.0 m、进口断面流速1.3 m/s工况进口出流影响范围最大;在其他条件一定时,^(#)1-1口单独运行时出流影响范围更大,^(#)1-1口、^(#)1-2口出流影响范围的最大长度比值、最大宽度比值分别为1.67、1.46;无论鱼道进口出流方向与尾水渠水流方向是否一致,不同工况鱼道进口出流水流影响最大范围随水深变化趋势一致,随运行水深增大呈先上升后下降趋势,在水深2.0 m附近达到极值。因此,在过鱼设施操作运行时,可以适当延长处于极值附近状态的运行时间,从而提高鱼道进口吸引率,可为此类工程过鱼设施实际运行时吸引流流量及进口流速大小控制提供参考。 展开更多
关键词 鱼道进口 吸引流 进口出流影响范围 进口吸引率 过鱼效率
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顺直型与弯曲型联合消能多级消力池水力特性研究
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作者 王一帆 杨磊 +1 位作者 向金虎 康亚亭 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第3期113-118,共6页
在地形地质等条件限制下,多级消力池往往由于水流衔接不畅导致下游的流态与消能效果较差。基于河北省青山水库溢流表孔及泄洪底孔消能防冲设计,采用数值模拟与模型试验相结合的方法,对一级消力池与二级消力池不同体型参数下池内特征水... 在地形地质等条件限制下,多级消力池往往由于水流衔接不畅导致下游的流态与消能效果较差。基于河北省青山水库溢流表孔及泄洪底孔消能防冲设计,采用数值模拟与模型试验相结合的方法,对一级消力池与二级消力池不同体型参数下池内特征水力参数的变化规律进行了研究。结果表明:当一级消力池池长满足稳定水跃发生条件后,继续增大池长对消能率的影响较小;尾坎高度(即池深)的降低导致收缩断面弗氏数逐渐增大,表孔侧与底孔侧一级消力池消能率随着坎高降低呈先增大再减小的变化规律;二级消力池直线段长度增大导致水跃位置下移,弯曲段轴线角度适度增大有利于提高消能率,但角度过大时消能率降低;在此基础上推荐了一级消力池与二级消力池联合消能的组合体型,并进行了数值模拟与模型试验研究。结果表明:延长一级池内的导墙可以显著改善二级池流态,各级消力池内跃前断面弗氏数均超过4.50,发生的水跃属于稳定水跃;综合消能率达到70.12%,较初设方案有明显提升。研究成果可为类似工程设计参考。 展开更多
关键词 多级消力池 联合消能 模型试验 数值模拟
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潜堰剖面形状对局部冲刷影响的固液两相流数值研究
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作者 刘晗月 任春平 《水电能源科学》 北大核心 2025年第2期72-77,共6页
河道中的潜堰在防止河床过度下切及保护岸坡稳定的同时,可以营造浅滩-深槽的床面形态,对于提升河流生态具有重要意义。潜堰的存在改变了过流特性并诱发局部冲刷,其冲刷过程具有明显的水沙两相流特性,过堰水动力特性和潜堰局部冲刷过程... 河道中的潜堰在防止河床过度下切及保护岸坡稳定的同时,可以营造浅滩-深槽的床面形态,对于提升河流生态具有重要意义。潜堰的存在改变了过流特性并诱发局部冲刷,其冲刷过程具有明显的水沙两相流特性,过堰水动力特性和潜堰局部冲刷过程受潜堰剖面形状的影响仍需深入研究。基于SedFOAM构建了潜堰局部冲刷过程的固液两相流模型,利用已有潜堰局部清水冲刷试验对所建数值模型进行验证,同时基于数模结果分析了堰体周围流场特性、涡体特性、冲刷特性。在此基础上数值研究了潜堰剖面变化(上下游坡度、堰顶水深、堰坎厚度)对局部冲刷过程的影响,结果表明减小堰体坡度能有效减弱堰顶周围水流湍动从而减小堰前堰后的冲刷深度和淤积高度,堰顶水深对冲刷深度的影响较大,而堰坎厚度对冲刷过程影响较小。该研究对于潜堰在河床保护、河流生态修复等方面的应用具有理论和实践意义。 展开更多
关键词 潜堰 剖面形态 SedFOAM 水动力特性 冲刷过程
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