三道湾水电站正常溢洪洞及泄洪排

试验表明，三道湾水电站原设计存在以下问题：泄洪排沙洞单独全开运行工况下，其进口上方存在贯通性吸气漏斗漩涡；正常溢洪洞进口侧收缩十分严重，泄流量不足，闸后存在水翅、折冲波等不良流态，下游消能效果不佳；针对实际情况，试验通过在泄洪排沙洞进口增设消涡格栅，在正常溢洪洞进口设置椭圆形导墙、延长闸后收缩段，下游采用扩散挑流消能等措施，很好地解决了上述问题。     

漩涡梯田春如画

满园金蝶妆,蜂来吻花香。 疑惑篱栏处,谁铺遍地黄？ 在陕西省汉阴县漩涡镇有一处山水环绕的清代万亩梯田——凤堰古梯田,被称为陕西最美梯田．、从汉阴县城驱车向南,沿盘山公路而上,翻越海拔2000米的凤凰山颠,云雾飘渺,峰回路转,莽莽林海围绕着层层梯田,绵延数十公里,俯仰皆是。春日的凤堰古梯田,漫山遍野都是高低错落的正在盛放的油菜花,金黄色弥漫了整个漩涡古镇的空间。     

漩涡泵内部不稳定流场数值模拟

为了研究漩涡泵内部流场对其外特性的影响,采用RNGk-ε湍流模型和结构化网格技术对漩涡泵内部非定常流动进行数值模拟计算。结果表明,漩涡泵流道内压力变化呈直线分布;流道内纵向漩涡随流量的增大而减小,径向漩涡周期性地脱离叶片被液流带走且随着时间增加而增大;设计工况下,各监测点处压力脉动变化呈周期性分布,从流道进口到出口压力脉动幅值逐步增大;不同工况下,叶片通过频率是压力脉动的主频,其对应的压力脉动幅值随流量增大而增大。     

结构面破坏时单裂隙变形及渗流规律研究

【目的】研究粗糙结构面在剪切过程中发生大规模破坏时的裂隙变形及渗流变化规律,为岩体裂隙应力-渗流耦合研究提供参考。【方法】对完全和非完全咬合状态下的规则齿结构岩面,采用常法向应力作用下的剪切-渗流耦合试验,测定法向应力为1.91 MPa、水压为0.6 MPa时结构面剪切强度及剪切位移的变化,并在完全咬合的基础上改变水压分别为0.4,0.6和0.8 MPa,测定剪切过程中流量的变化。【结果】裂隙结构面咬合状态对剪切强度变化曲线以及法向位移变化曲线有较大影响,基于此推导出一种更接近试验结果的辐向流立方定理公式。结构面破坏之前水流的非完全轴对称性流动、水流漩涡以及粗糙度和接触面积等因素使得计算结果与试验结果之间有较大差异,流量的计算结果与试验结果差值(ΔQ)最大达41.5cm3/s,此外ΔQ会随机械隙宽的增加而增大。当水压从0.4MPa增大到0.6和0.8MPa时,ΔQ分别增加5和8.2cm3/s,渗透系数分别降低0.27和0.47cm/s,机械隙宽与水力隙宽的比值分别增加0.04和0.06。【结论】裂隙结构面在复杂应力条件下的抗剪强度和变形与结构面咬合状态密切相关,结构面破坏形态、水流形态以及水压对裂隙渗流规律影响较大。     

跌扩型底流消能工坎后立轴漩涡水力特性分析

跌扩型底流消能工坎后立轴漩涡直接影响消力池内的水力学指标。采用水力学试验方法,对跌扩型底流消能工坎后立轴漩涡水力特性进行初步研究。详细分析了立轴漩涡的运动形式以及运动区域的变化,并对漩涡与底板和边墙切点处流速的变化、漩涡区相对于消力池整体压力的变化情况进行了研究。经试验知,立轴漩涡对消力池内水力学指标影响较大。     

基于V3V的泵站进水池内附底涡动力特性研究

采用体三维速度场测试系统V3V测量漩涡工况下立式轴流泵喇叭管下方的流场,分析了附底涡演变过程中漩涡区速度梯度分布、漩涡强度及漩涡涡动能的变化。结果表明：附底涡的发生过程是一个伴随着附底涡区速度梯度、漩涡强度及漩涡涡动能不断变化的过程。随着时间的推移,附底涡区速度梯度、漩涡强度及漩涡涡动能先增大,达到最大后保持0.4s, 然后迅速减小,附底涡形成发展的时间大于漩涡溃退消失的时间。在漩涡发展初期,随着距离进水池底部高度的增大,漩涡强度逐渐减小;在漩涡进入保持阶段后,附底涡满足漩涡强度守恒定理;受喇叭管内复杂环境的影响,附底涡强度从喇叭管内最先溃退消失,从上向下逐渐减小。本研究可为进水池优化设计提供理论指导。     

金沙江浮船取水泵汛期磨蚀破坏分析与研究

介绍了沿金沙江的攀钢浮船取水泵运行中存在的严重磨蚀破坏的现象，分析破坏的特征，结合作者成功对其综合改造科技攻关研究的实践过程，得出了泵快速破坏和效率下降、快速磨损的主要原因是由汽蚀、汽蚀和泥沙磨损相互恶性循环作用所致，指明类似水泵破坏的攻关的方向。     

基于VOF模型的倒虹吸进出口流场数值模拟

通过采用标准k~ε模型模拟湍流,利用VOF法追踪自由水面,对新疆北部小洼槽倒虹吸在不同流量下进行三维流场数值模拟,并将Q=14.00m3/s和Q=16.35 m3/s两种情况的倒虹吸进出口水面高程与原型观测数据进行对比,结果表明数值模拟结果和实测资料基本吻合。倒虹吸进口处有立轴漩涡,为了避免出现这种情况,应尽量在高水位情况下运行,可以减小进口处的水流流速,降低水流的紊动动能。     

凯乐塔电站进水口消涡措施试验研究

凯乐塔电站受枢纽总体布置及实际地形条件的约束,引水口上游建筑物边界形成一个环状区域。来流受边界条件的影响,在电站右侧进水口前形成吸气漩涡。经过综合分析和多组试验研究,采取优化胸墙结构并设置消涡墩组合方案,消除了进口前的吸气漩涡。方案结构简单,运行稳定可靠。     

制动工况下液力偶合器涡轮轴向漩涡流场试验分析

轴向漩涡流动是研究液力偶合器能量损耗的重要基础。该文基于粒子图像测速技术采集制动工况下液力偶合器轴向漩涡流场图像,通过图像处理技术识别并提取液力偶合器外壁面上特殊几何结构所呈现的光学特征,完成流动图像动态标定。利用霍夫变化直线检测算法识别泵轮轴向流场流速方向,通过图像互相关算法并采用查询窗口偏移技术提取涡轮轴向漩涡流场结构,应用误矢量识别算法检测错误流速矢量并予以剔除,获得优化的流动图谱。研究结果表明:泵轮轴向流场中液流是一种复合加速运动;涡轮轴向流场中液流是一种多尺度漩涡流动,主流区域上流速值为0.2~0.4 m/s,叶片与壁面组成的角隅区域上形成小尺度涡旋,角隅区域上流速值为0.6~1.1 m/s。上侧叶片与泵轮、涡轮交界面处的角隅区域上存在与主流循环流动方向相同的小尺度涡旋,涡量数值为?8 s?1,此处涡旋将促进液力能量的传递与转换,其他3个角隅区域上的涡旋方向与此相反,涡量数值分别为13、15和20 s?1,由于该局部区域小尺度涡与主循环涡的相互混合作用,引起流动迟缓,造成能量损耗。试验研究结果将为液力偶合器轴向漩涡流动现象提供有价值的参考依据。