有压侧向进水泵站肘形进水流道的试验研究

进水流道尺寸和形状直接影响水磁叶轮进口断面的流速分布的压力分布，对不泵装置的性能影响很大，模型试验研究表明，优化设计参数，解决了泵站侧向有压进水流道的设计问题，第１次把肘形进水流以道应用于长距离有压涵管侧向进水的中型轴流泵站，为水泵叶 较均匀的流速和压力分布，消除了泵站的振动危害，取得了巨大的工程，经济和社会效益。     

城市排水泵站前池导流墩整流措施的数值模拟

城市排水泵站前池扩散角过大会在前池中形成边侧回流,影响水泵进流条件,增设导流墩整流措施可以显著改善泵站前池平面水流流态,应用标准k-ε湍流模型建立三维前池计算模型,并用SIMPLEC算法求解.选取不同的导流墩参数对泵站前池进行数值模拟,分析导流墩对泵站前池水流流态的影响因素,明确了优化导流墩布置的相关参数.     

应用斜坎改善弯道流态的可行性研究

【目的】基于模型试验对使用斜坎改善泄洪洞弯道流态的可行性进行研究,为同类工程提供参考。【方法】在泄洪洞弯道段沿程分别布置5道3种形式的斜坎(高0.35m矩形斜坎、高0.25m矩形斜坎及高0.25m梯形斜坎),对3种工程措施下弯道的水流流态、水面超高、流速和压强分布进行量测,通过流态优劣和流速、压强分布的合理性对比,对其改善流态的可行性进行研究。【结果】3种形式的斜坎均能有效消除弯道水面超高,改善流态,但矩形斜坎的改善效果优于梯形斜坎。布置0.35m矩形斜坎可使弯道最大水面超高减小至2.70m,但局部出现水面击打洞顶现象;布置0.25m矩形斜坎和0.25m梯形斜坎后,弯道水面超高分别减小至3.42和4.21m,且无击打洞顶现象,但压强量测均出现极大负压。【结论】对于已建工程,斜坎对消减弯道水面超高、改善水流流态非常适用,且矩形斜坎优于梯形斜坎;但在高速水流工况下,斜坎坎顶、坎后及坎后侧壁会出现负压,为避免出现负压,建议将斜坎应用于低速水流弯道。     

城市排水泵站前池压水板的整流效果

城市排水泵站受地形和面积限制,并易形成漩涡、回流等不良流态.采用物理模型试验和数值模拟相结合的方法,对某城市排水泵站前池水流进行模拟,探讨了前池压水板整流措施对改善前池流态的影响,明确了合理的压水板布置参数.     

丁坝对弯道水流影响的分析

采用三维声学多普勒流速仪对弯道内有、无丁坝两种工况下的水流特性进行了系统的试验研究,总结了弯道水流水面横比降、横向环流、流速重分布等特性,重点分析了丁坝对弯道水流流态的影响,进一步证实了丁坝的护岸机理,为相关的工程实践提供理论依据。     

有压侧向进水泵站肘形进水流道的试验研究

进水流道尺寸和形状直接影响水泵叶轮进口断面的流速分布和压力分布，对水泵装置的性能影响很大。模型试验研究表明，优化设计参数，解决了泵站侧向有压进水流道的设计问题，第１次把肘形进水流道应用于长距离有压涵管侧向进水的中型轴流泵站，为水泵叶轮提供了较均匀的流速和压力分布，消除了泵站的振动危害，取得了巨大的工程、经济和社会效益     

江都抽水站引江感潮河网水流运动计算的研究

本文对江都引江抽水站引江感潮河网的水流运动进行了分析研究,寻求适用于这类复杂河网水流运动的数值计算方法——直接差分法的Prissmann差分隐格式,并对河网的水流运动进行实际计算,提供了一条根据三江营潮汐预报进行江都抽水站进水池水(潮)位预报的有效途径,为泵站引江抽水的经济性运行决策提供了可靠的依据。同时,感潮河网非恒定流数值计算方法的成功,可以掌握全河网的水流运动变化规律,对于感潮河网上工程的规划、管理和河道整治等都具有较为重大的现实意义和经济价值。     

深孔闸门后无压隧洞内消能工水流流态的数值模拟

采用流体体积函数法(VOF)处理水气交界面,与标准k-ε二方程紊流模型耦合,并采用结构网格与非结构网格结合的方式处理复杂的边界形状,模拟了加有消能栅的消力池前后的水流流态。通过模拟计算,得到不同工况下消力池及无压隧洞内的水流流态等,数值计算结果与模型试验吻合较好。     

闸站枢纽闸下的底坎整流措施

闸站合建水利枢纽由于其独特的布置方式易引起闸站枢纽上下游水流流态的特殊化和复杂化。本研究采用数值模拟的方法,对某闸站合建水利枢纽水闸出水口水流进行模拟,探讨"一"字形底坎整流措施对改善出闸水流的影响,得出了合理的"一"字形底坎布置参数。     

基于非结构网格的三维水流数值模拟研究

【目的】以黄河沙坡头连续弯道段的水流运动为研究对象,研究非结构网格在天然河道数值模拟中的应用。【方法】建立三维紊流数学模型,采用有限体积法离散模型方程,利用SIMPLEC算法求解离散后的方程组。用非结构网格剖分研究区域,用等距分层法进行垂向分层,研究弯道水流表层、中层及底层平面流场和连续弯道典型断面处的纵向流速及环流分布,并对比分析横断面纵向流速的计算值与实测值。【结果】横断面纵向流速的计算值与实测值吻合较好。弯道水流底层到表层流速逐渐增大,在流速变化较大的地方出现了主流与深泓线分离的现象。弯道横向环流明显,表层流速指向凹岸,底层流速指向凸岸。【结论】非结构网格能较好地模拟天然河道中复杂的水流结构。     

陡坡弯道体型水力特性的试验研究

卡群一级电站泄水陡坡于１９９５年底建成运行后，由于弯道体型设计不合理，当泄水流量为２８ｍ３ｓ－１（设计流量为６０ｍ３ｓ－１，加大流量为７０ｍ３ｓ－１）时，弯道水流已甩出凹岸边墙，而弯道凸岸基本上处于无水状态。对此，我们进行了模型试验研究。经多种修改方案试验比较，其中在陡坡段设置消能栅、弯道段设置导流消能板（简称综合式）的方案，既能较好地控制急流弯道水流流态，消除下级陡坡中水流折冲现象，又不改变原来弯道体型，节省了工程量。本文除对不同方案的体型布置及流态作简述外，着重对综合方案的水力特性及效果作分析和阐述     

网板周围流态的可视化研究进展

对网板的研究目前主要集中于网板流体力学方面,而对网板周围流态的研究甚少。实现网板周围流态的可视化,不仅有利于为网板的性能优化提供借鉴,也可为计算机数值模拟结果进行验证。本研究中,综合采用线条法和氢气泡发生法对3种不同类型网板可视化的相关研究,分析了矩形平面网板、立体曲面网板和双翼型网板模型周围水流的流态分布,解析了流态分布与网板升力特性的关系,并对中国在网板研究中所存在的问题和今后的可实施性发展提出一些建议。     

数值模拟方法在双洞式溢洪道体型优化中的应用

采用可行化k-ε湍流模型、VOF法界面跟踪技术及分区结构非结构网格区域离散方法,对甘肃九甸峡水电站双洞式溢洪道引水渠和溢流段的三维自由面流动进行了数值模拟,并以改善进口不良流态、消除堰顶较大负压,平衡两洞间的流量分配作为目标,对其体型进行了优化研究。结果表明,原设计方案过堰流动水面严重扭曲,且存在明显的负压,体型设计不合理;优化方案获得了理想的进水口与溢流堰曲线形式。所有计算结果与实测值吻合良好,说明数值模拟技术可以在岸边溢洪道的水力设计和体型优化中发挥重要作用。     

浅析河流弯道水流特点及冲刷深度

自然状态下,由于受到河床、地形地貌等因素的影响,河流会呈现很多种形态。根据河流平面形态将其分为四类:顺直型、分汊型、弯曲型及游荡型。本文重点对弯曲型河流中一种常见的水流形式弯道水流进行研究,分析弯道水流特点、分类、冲刷机理以及冲刷深度计算。     

丁坝对弯道水流紊动的影响

根据RNG k-ε湍流模型及Reynods方程,利用VOF法追踪自由表面,有限体积法离散求解,建立了相应的概化模型,通过数值模拟的方法研究了不同角度下,丁坝对弯道水流特性的影响。重点分析了丁坝对弯道水流横向水面超高和流速场的影响。结果表明,在丁坝影响下,弯道水流横向水面横比降计算公式需要进行修正,应当考虑到丁坝对河道的束窄、丁坝尺寸和弯道角度等综合因素的影响。该研究为进一步深入探讨弯道水流特性奠定了基础,也为相关的工程实践提供了参考。     

复式交汇河道水流紊动特性分析

利用室内水槽模型,深入模拟了交汇的复式河道水流的流态.采用三维多普勒三向流速仪对复式交汇河流不同垂线的脉动流速进行了观测,并对下游某一断面的时均流速、紊动强度、雷诺应力等沿垂线的分布规律进行了分析.结果表明:在滩槽交界附近存在一个流速间断面,在这个区域水流所受阻力较大,过汇流口后,水槽内水流流态基本符合明渠流动特性.     

钟形进水流道的优化水力计算

采用直接求解三维雷诺平均Ｎ－Ｓ方程和ｋ－ε紊流模型方程组的方法，模拟钟形进水流道内水流的流动，并在流场数值模拟的基础对钟形流进水流道进行优化水力计算，给出了钟形进水流道最优水力设计准则。     

钟形进水流道的优化水力计算

采用直接求解三维雷诺平均Ｎ－Ｓ方程和ｋ－ε紊流模型方程组的方法，模拟钟形进水流道内水流的流动，并在流场数值模拟的基础上对钟形进水流道进行优化水力计算，给出了钟形进水流道最优水力设计准则。     

弯道取水口表层水流速度场数值模拟

弯道取水口附近水域水流结构十分复杂,为研究其水力学特性,依据物理模型试验,分析弯道及取水口附近表层速度场分布,采用标准模型对其进行二维数值模拟。综合分析可知,取水口处流速变化剧烈,应特别注意工程维护;取水口下游流速明显降低,应采取适当措施防止泥沙淤积。     

异侧竖缝式鱼道在实际工程中的设计与模拟分析

竖缝式鱼道具有水流条件好,回流区位置明确,适应上下游水位变化能力强的特点,是目前过鱼效率高、应用广泛的过鱼工程设施。为增加研究区内鱼类洄游的效果,根据规范要求,初步设计3种鱼道池室隔板型式,利用数值模拟的方法,在上下游2 m等水深的条件下,探究隔板型式变化对池室水流结构的影响。通过分析池室内的水流流态、竖缝处流速分布以及消能效果等对隔板型式进行优化。通过改变第2种隔板型式尺寸,竖缝宽度由0.6 m降低到0.5 m,在池室水流流态以及竖缝处流速较好的前提下,使竖缝附近最大流速小于设计流速1.2 m/s;并对优化体型进行不同等水深条件下的过流能力计算,在水深变化0.5～2.0 m区间时,鱼道过流能力在0.236～0.951 m3/s之间。池室内良好的水流流态以及竖缝处流速分布的合理性为研究区内大部分鱼类的上溯提供了良好的通道,不同水深的过流能力为鱼道运行调度起到了参考作用。