绰勒水利枢纽溢流坝T形墩消力池的设计

结合绰勒水利枢纽工程的特点，针对该工程低水头、大单宽流量、低佛氏数泄洪的消能问题进行了多种方案的分析与比较，设计并对模型试验结果进行了详细的分析，最终选定T形墩消力池的消能方案。     

低佛氏数水跃紊流数值模拟研究

【目的】研究低佛氏数(Fr₁)水跃紊流的水力特性。【方法】采用VOF方法处理闸门上、下游表面,用二维RNG型k-ε紊流数学模型,对低佛氏数（Fr₁=2.0～4.5）水跃紊流进行数值模拟,研究了不同低佛氏数水跃的跃后水深、水跃长度及流速分布,分析了水跃区及其下游明渠流区压强、紊动能、耗散率和水跃消能率的特性。【结果】淹没系数大于1.2时,水跃长度均大于其他经验公式计算的水跃长度,且水跃长度增幅随佛氏数的增加而增大。水跃区断面各点时均流速最大值沿程减小;跃后明渠流区,断面各点平均流速沿程无明显变化。水跃区主流与漩滚交界处附近,特别是泄水闸门附近的紊动能及耗散率均最大。随着佛氏数的增加,理论和实际消能率均增大,且理论消能率大于考虑了跃后紊动能的实际消能率。【结论】低水头水利枢纽泄洪功率较大,应充分考虑低佛氏数水跃实际消能率低的水力特性,设计合理的消能设施以解决其消能防冲问题。     

无压隧洞洞内消能试验研究

通过新疆喀什河吉林台一级水电站引水隧洞水力学模型试验，对深孔式无压隧洞洞内消能及消能工型式进行试验研究的成果，提出了在无压隧洞洞内设置消力池加悬栅的消能工型式。试验表明，悬栅的置入增大了掺气量，并且起到了破碎水跃表面波浪的作用，从而削弱了因池中水波而引发的下游洞内涌浪。该消能工的消能率达90％以上。     

戽流消能水力特性三维数值模拟研究

为研究戽流消能的机理,以某水库工程消能工为基础,采用RNG k-ε紊流模型和VOF多相流模型对比研究了底流消能与戽流消能时的流场差异。研究结果表明:戽流消能主要通过消力池表面漩滚和消力池前的竖向漩滚,加剧了水流的紊动掺气碰撞,从而增大消能效果;相较于底流消能,戽流消能出池流速流态更为均匀,能减轻下游河床冲刷,可为设计提供参考。     

北河桥闸工程水工断面模型试验研究

为解决北河桥闸工程下游消能问题,采用水工断面模型试验的方法对其消能工程进行优化。试验表明,原设计方案闸孔下泄水流在消力池内未形成淹没水跃,不满足设计提供的闸门调度运行要求。考虑工程安全并结合类似工程,模型推荐方案为:在原设计方案消力池内加设消能墩,水流在消力池中形成强迫水跃。     

悬栅消力池消能特性的试验研究

悬栅消力池是在新疆喀什河吉林台一级水电站引水隧洞水力学模型试验中提出的一种新型的消能工型式。通过试验研究，进一步分析悬栅消力池的消能特性，加栅前后消力池内水深及消力池下游明流洞内涌浪的变化。试验结果表明：同一工况下，悬栅的设置，破坏了水跃的结构，使水流内部结构经历剧烈的改变和再调整，消耗大量的机械能。消能率整体提高，最大提高幅度为15.10％，最高消能率达95．14％。加栅后消力池内水深及消力池下游明流洞内涌浪高度都有明显消减。     

多孔淹没紊动射流三维流场模拟及消能分析

采用RNGk-ε紊流模型,结合万家寨引黄入晋工程第1区段压力管道出口多喷孔淹没射流消能,进行了三维数值模拟研究,对不同喷孔个数时流场的时均特性和紊动特性进行了比较,分析讨论了多孔淹没射流进入消力池后的水流运动规律与消能机理。结果表明,射流动量的分散程度是决定消能效果的关键,在保持孔口总面积不变的条件下,随着喷孔数的增加,消能效果显著提高,但当喷孔数增加到60个时,其变化显著减缓。多喷孔射流进入消能水体后,射流水股与周围水体接触面积极大增加,在距离喷孔出口0.41 m左右时射流能量迅速衰减,加之各水股间的相互卷吸、掺混,形成了多个强剪切消能区,消能率较高。同时,由于各漩滚的相互作用,可有效地减小其对消力池固壁的冲刷。     

陡槽溢洪道多孔消能板消能特性影响因素的试验研究

传统消能工对于低水头、大流量的陡槽溢洪道消能效果并不显著。在陡槽溢洪道上设置多孔消能板后,大大提高了陡槽溢洪道的消能率。该文采用物理模型进行试验的方法,对设置多孔消能板的陡槽溢洪道的水流流速及消能特性行了详细的研究,得到了各个因素对设置多孔消能板的陡槽溢洪道消能率的影响情况,给出了其消能率最高达到80%以上的多孔消能板处理方案,消能效果显著。     

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。     

阶梯坝面消能在工程中的运用

 通过水工模型实验,将阶梯坝面消能运用于水利工程的泄水建筑物上,以改善其水力条件,增加泄流面消能、减少下泄水流动量和速度,减轻泄水建筑物下游消能负担、减小(或省免) 下游消能设施及工程量,增强泄水建筑物(如溢洪道) 的整体稳定和安全。这项消能技术多次在云南省的水利工程中运用,取得了较好的效益。     

庆玉水库泄洪洞消能防冲分析

结合庆玉水库工程概况,从陡坡段流态的判别、泄槽分段长度的计算、掺气水深的计算等方面阐述了泄槽水面线的计算方法,并从坝下游水位—流量关系计算、消力池计算、海漫计算、防冲槽计算等方面阐述了消能防冲计算方法,并通过计算结果得出庆玉水库泄洪洞消能防冲设施满足正常泄洪要求。     

筛网式消能工的设计

对中小型堰、闸、跌水等渠系建筑物消能设施的选择提出见解,推荐采用筛网式消能工,并且针对筛网式消能工的结构布置、水力计算、消能计算提出一些建议,供水利工作者在实际工作中参考.     

金沙峡水电站枢纽泄洪消能设计

金沙峡水电站枢纽基础座落在砂卵砾石上 ,泄冲闸最大高度2 9 2m ,接近软基上建闸的极限高度。泄洪建筑物的消能防冲是本工程设计的关键 ,故消能建筑物的合理设计不但关系到工程的安全运行 ,而且具有重要的经济意义。本文结合枢纽处的水流条件、地形地质条件及泄洪导流的运行特点 ,阐述了该工程的泄洪消能设计方法和消能效果。     

悬栅消能工水力特性研究

通过对新型悬栅消能工流场的测试，揭示了悬栅流场的水流流态、流速分布、水面线形态和压力分布等水力特性。随着过水流量、悬栅栅条的设置高度，悬栅栅条的间距及悬栅栅条的断面形状的改变，其水力特性也随之发生变化，并直接影响着悬栅的消能效果。     

电算法在引水式水电站闸坝取水枢纽泄洪消能设计中的研究与应用

通过对闸坝枢纽泄洪建筑物下游消能的各种影响因素的分析,综合考虑泄洪建筑物泄洪时对下游河床冲刷严重的问题,结合低水头闸坝枢纽一般采用的底流消能方式,提出了在传统设计方法的基础上编制电算程序的设计方案,用试算法确定了坝闸下游消能的最不利工况,并将其结果应用到程序中,对其实用性和有效性进行了验证.结果表明:该电算法能使低水头...     

掺气窄缝戽流消能的研究

通过水工模型试验得出，在消能戽斗内设置掺气窄缝墩，调节水流结构，形成掺气窄缝戽流，对低堰消能是很有利的，并进而得出计算公式。试验结果表明掺气窄缝戽流具有消能效果显著，下淤冲刷深度与没有窄缝墩的戽斗消能相比，可减少冲恻深度６０％以上，可减少尾水的波度高度和长度１．２倍，降低下游的界限水深等优点，并适合在砂质软基河流上应用。     

扩散消力池水力计算图解

本文给出矩形扩散消力池水力计算图解,本图解可用来(1)计算泄水建筑物下游收缩断面水深。(2)计算矩形扩散水跃的共轭水深和跃长。(3)计算矩形扩散消力池的池深和池长,本图解应用简便,精度可满足工程设计的要求。     

筛网式消能工在大湾二级水电站溢流渠中的应用

在酒泉市疏勒河昌马总干渠大湾二级水电站的泄水陡坡中 ,采用筛网式消能工取代目前普遍采用的底流式的消能工 ,本文主要介绍了小型水电站泄水陡坡中筛网式消能工结构设计 ,并得出结论 :筛网式消能工相对于底流式消能工 ,消能和抗冻效果好 ,建筑物结构尺寸更加经济 ,电站布置更加紧凑 ,节省工程量和投资。     

水平洞式消能工的试验研究

水工建筑物下游采用水平洞式底流消能,在建筑物后面形成表面淹没回旋区,是底流消能的有利条件,而不要求下游有较大的水深,可以减少消力池深或墙高,减少消力池长,可提高消能效果20%以上,有利于和下游水流的衔接。     

农业供水工程中在线式孔板消能装置探讨

整合了前人研究的单孔多级消能装置和孔板螺旋流消能装置,对螺旋流消能方式进行新的尝试。通过对多级多孔孔板螺旋流消能装置在不同孔板间距、不同孔板扭转角度、不同流量工况的测量,对多级多孔孔板螺旋流消能装置的消能效率、结构因素进行全面分析,结果表明,总体消能效率可达52.7%～88.4%,且随着雷诺数的增加而增大,旨在为在线式消能装置的研究开辟一条新的思路,为类似的工程设计和研究提供参考。