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随着各个地方大坝的兴建,泄洪建筑物溢洪道的泄流流量越来越大,对溢洪道的设计要求也越来越高,对于带闸门式的溢洪道,因其在现有实际工程中应用较少,故研究带闸门式溢洪道水流特性具有重大的现实意义。针对新疆克孜加尔水利枢纽工程采用理论和实践相结合的方法,对溢洪道的水流特性如:水面线、压强分布规律、流速分布、流态等,采用紊流数值模拟、模型试验进行了研究,主要成果归纳如下:
1、对溢洪道进行了试验研究,通过模型试验获得泄槽和挑流鼻坎的水面线、压力、流速及控制断面的流速分布。对不同方案的水力学性能作出评价,并提出修改改善措施。
2、由于溢洪道控制段的闸墩的作用,水流受到一定程度的影响,对下游的折冲水流的水面线具有加强作用。
3、针对新疆克孜加尔水利枢纽工程溢洪道原设计方案建立数学模型,并对设计和校核两种工况进行数值模拟计算,与试验结果进行对比分析,结果吻合良好,说明溢洪道数值模拟具有正确性和可靠性。
4、利用非恒定流k-ε模型和追踪自由表面的VOF法,对溢洪道泄槽水流进行了三维流场的紊流数值模拟研究,通过数值模拟计算,得到了溢洪道泄槽的自由水面线、压力分布以及流场等,为模型试验提供了更精确的数据。
5、采用试验和计算相结合的方法,为溢洪道的结构优化计算分析提供了可能的优化设计方向和结果,得到的研究成果可供相似工程设计和运行参考。