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题名梯形墩-悬栅消力池水力特性数值模拟
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作者
俞晓伟
牧振伟
高尚
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机构
新疆农业大学水利与土木工程学院
新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室
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出处
《排灌机械工程学报》
北大核心
2025年第1期66-73,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52269019)。
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文摘
针对低弗劳德数水跃消能问题,以消力池内布置的梯形墩-悬栅联合消能工为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型和VOF法进行数值模拟,研究消力池内水力特性和消能效果.结果表明:梯形墩可有效降低消力池底板压强和入池临底流速,墩后压强低于100 Pa,流速降至0.20 m/s时,随着Fr增大,压强和流速分布改善效果越显著;消力池内涡量强度最大值位于陡坡段水跃旋滚区,该区域存在明显涡核,为能量耗散主要区域,梯形墩和悬栅区域涡结构间断分布,属于弱涡结构,能量部分耗散;梯形墩-悬栅联合消力池中能量耗散主要由水跃能量耗散、梯形墩剪切耗散和悬栅沿程耗散组成,3种工况下消能率较传统消力池分别提升4.49%,9.74%,9.79%,充分发挥出联合消能工叠加消能的效果,研究结果可为类似工程消能工设计研究提供一定的参考.
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关键词
低弗劳德数水跃
梯形墩-悬栅
数值计算
水力特性
能量耗散
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Keywords
low Froude number hydraulic jump
trapezoidal pier-suspension grid
numerical calculation
hydraulic characteristics
energy dissipation
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分类号
S277.9
[农业科学—农业水土工程]
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题名低弗劳德数梯形墩-悬栅消力池水力特性
被引量：5
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作者
俞晓伟
牧振伟
高尚
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机构
新疆农业大学水利与土木工程学院
新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室
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出处
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2023年第1期107-115,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(51469031)
新疆维吾尔自治区高校科研计划创新团队项目(XJEDU2017T004)。
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文摘
针对大单宽流量、低弗劳德数消力池内消能问题,通过物理模型试验方法,对比分析消力池内加设梯形墩和悬栅消能工后水力特性和消能效果,优化梯形墩-悬栅消力池布置形式。结果表明:在低弗劳德数水流条件下,梯形墩-悬栅联合消能工断面水深分布均匀,消力池底板沿程压力分布梯度和时均压力分布系数波动幅度较小,整体稳定性较优;动能修正系数基本保持在1<α<2的范围内,可有效改善入池断面流速分布;消能率由传统消力池的52.25%、70.37%、75.89%分别提升至56.74%、75.95%、79.22%;梯形墩-悬栅消力池内悬栅单排等间距、高度与尾坎同高布置时,梯形墩呈双排交错形式布置在距池首0.35L左右处对于整体流态改善明显,消力池出口流速可降至0.4 m/s,消能率提高至59.63%、76.12%、79.37%,研究结果可为同类工程的底流消能问题提供一种新思路。
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关键词
低弗劳德数水流
梯形墩-悬栅
水力特性
布置形式
时均压力分布系数
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Keywords
water flow of low Froude number
trapezoidal pier-suspended grid
hydraulic characteristics
layout form
time-averaged pressure distribution coefficient
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分类号
TV131.6
[水利工程—水力学及河流动力学]
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