新型宽尾墩和阶梯式溢流坝面一体化消能工数值模拟

将宽尾墩、阶梯溢流坝和消力池联合起来形成一体化的水工消能设施,充分利用了宽尾墩和阶梯溢流坝的优点,单宽流量比纯阶梯溢流坝可增大数倍.采用k-ε双方程紊流模型对这种一体化消能工进行了三维数值模拟,描述了在索风营水电站应用的X型宽尾墩,给出了模拟得到的大曲率水气交界面、宽尾墩墩体压力、消力池压力及流速分布,并与模型实验结果进行了对比,吻合良好.研究结果表明,X型宽尾墩、阶梯式溢流坝面和消力池一体化设施的消能作用是良好的.     

宽尾墩阶梯溢流坝出闸室水舌下缘挑距水力计算

将宽尾墩安置在阶梯溢流坝上游,形成宽尾墩和阶梯溢流坝面相结合的消能设施,水流具有其独特的特点.结合索风营水电站宽尾墩后接台阶式溢流坝消能设施的物理模型实验和数值模拟结果,对出闸室抛物型跌落射流进行了研究,综合出闸室水流的影响因素给出了水舌下缘挑距的计算关系式,分析了堰面坡度和挑坎高度对挑距的影响,并利用已建类似工程的实验数据进行了验算.结果表明,给出的计算公式可供估算类似工程水舌下缘挑距参考应用.     

阶梯溢流坝面流场的紊流数值模拟

为了详尽地研究阶梯溢流坝面的紊流流场特性，采用雷诺应力模型对阶梯溢流坝面上的流场进行紊流数值模拟，得到了阶梯坝面水流的速度场，压力场，紊动能和紊动耗散率的分布规律，并与实测值进行比较，结果令人满意。     

上沟水利枢纽溢流坝水工模型试验研究

根据该工程坝址下游特殊的地形地质条件,通过建立1∶60水工物理模型,对溢流坝在不同运行条件下的水流流态进行了观测,对其在下游河床和两岸山体造成的冲刷问题和可能产生雾化诱发山体滑坡问题进行了研究,给出了闸门泄流调度运行控制方案 同时对溢流坝的泄流能力、冲坑深、挑距、电站尾水影响及坝面空蚀空化问题进行了试验研究,对溢流坝闸墩形式、挑角及电站尾水导墙的体型布置进行了优化。     

不同墩型溢流坝水动力特性研究

利用有限体积法对不同墩型溢流坝三维流场进行了数值模拟,开将数值模拟结果与试验结果进行了对比,同时还讨论了不同墩型对水面线形状、坝面压力、流量系数以及不同墩厚闸宽比对坝面压力的影响．结果表明,不同墩型对墩前水面线及流量系数的影响是不同的,随着墩厚闸宽比的减小,坝面压力会逐渐降低,负压极值点将向前移动．     

宽尾墩消能工的研究进展

宽尾墩是一种广泛应用的收缩式消能工,不同工程需要不同体型的宽尾墩消能工.墩型的选择直接影响水流流态、坝面、宽尾墩的墩体压力,以及消能效果等.该文对宽尾墩消能工的种类,以及各种宽尾墩消能工的消能效果进行介绍.     

重力坝下游宽尾墩联合消能工三维数值模拟

宽尾墩消力池在水利枢纽工程中已经得到广泛的应用,而中高水头宽尾墩消力池内部流场较为复杂,运用物理模型试验结合数值模拟旨在实现水利工程中消能工体型优化的目的。针对物理模型试验难以得到的详细的各项水力学指标,采用RNGk-ε双方程紊流模型和VOF方法对宽尾墩消力池联合消能工的泄洪流场进行三维数值模拟,获得了泄洪流态、流速、水面线、坝面、闸墩和消力池底板压强的分布规律。数值模拟计算和物理模型试验数据的对比分析研究,两者吻合较好,表面数值模拟分析方法能满足工程需求。     

阶梯溢流坝滑行水流掺气过程的大涡模拟

阶梯滑行水流具有较强的紊动特征和复杂的水—气自由面,其数值模拟研究具有较高的难度。文中采用数值模拟方法对阶梯溢流坝的溢流过程与滑行水流的掺气过程进行研究,并探讨其掺气机理。采用体积分数(VOF)多相流模型和大涡模拟(LES)方法,对坡度为2.5∶-1的阶梯溢流坝模型进行计算。结果表明,计算结果与实验结果较为吻合,数值模型可靠,且能够生动地模拟阶梯溢流过程和掺气过程。进一步分析得出结论:足够大的湍动能和涡结构发展是自由面变形继而发生自掺气的内部原因。     

阶梯溢流坝综述

对国内外已建成的几十座阶梯式溢流坝所取得的丰富成果作了综述.目前应用的阶梯溢流坝主要是将传统的光滑溢流坝面改成具有阶梯状的溢流面,现有的成果大部分是针对其消能特性,即阶梯使过坝水流的能量损失增大所作的讨论.也从阶梯面的压力分布、掺气特点等方面概述了国内外对阶梯坝水力特性的研究现状.     

溢流坝泄流能力可靠度计算

文中对溢流坝泄流能力的可靠度计算方法进行了探讨,综合考虑了水文和水工方面的不确定因素对溢流坝泄流能力的影响.计算结果表明,MC方法是计算泄流能力的较理想方法.文中不仅探讨了单孔泄流情况,而且还推广到表、底孔联合泄流的情况.     

Numerical Simulation of Dissolved Oxygen Supersaturation Flow over the Three Gorges Dam Spillway

<正>Introduction Since the Three Gorges reservoir started to store water in 2003, the strong turbulence in the water flow from the flood discharge has increased the mass transfer from the air to the water jets, which greatly increases the dissolved oxygen (DO) concentrations downstream.     

预应力闸墩颈缩体形研究

以某水电站溢洪道堰闸坝段中墩为研究对象,以ANSYS软件为平台对预应力闸墩在不同荷载组合工况下进行计算分析。针对闸墩颈部拉应力较大的实际受力情况,对预应力闸墩颈部采取颈缩措施。采取在长度、深度和高度三个方向颈缩的方案,并分别建立了有限元模型。对颈缩的长度、高度、深度在不同尺寸下的计算结果进行对比分析研究,确定最佳颈缩尺寸。其计算分析研究结果为工程设计提供参考,以利于改进和优化闸墩结构设计。     

阶梯式溢流坝台阶面力学性能数值模拟研究及优化

借助ANSYS有限元分析软件,考虑阶梯式溢流坝台阶面在坝体附近水流作用下的应力状况,对台阶式溢流坝进行优化改进尝试, 并对原模型和优化方案进行了综合对比.计算结果表明,台阶隅角内容易出现应力奇异点,进而危害结构安全.而采用在台阶隅角内设计圆角的优化改进措施,可以在基本不影响消能性能的前提下改善这一状况.     

转向冲击墩水力计算与模型试验

阐述了转向冲击墩挑流消能装置的水力计算方法,包括冲击墩附近流场的平面几何关系、与来流弗劳德数相应的允许最大转角、冲击波前后的水深比、波角和作用在转向冲击墩上的动水压力．所有这些计算都考虑了波后非静水压力分布的影响．介绍了某水库非常溢洪道末端转向冲击墩的具体布置方案,它包括3个转向冲击墩（长14．4m、高22．0m、厚2．5m）,相应的水力模型试验结果表明所设计的转向冲击墩具有良好的水力特性,所给的水力计算方法是适用的．     

The dam design of Three Gorges Project

The dam of Three Gorges Project is a concrete gravity dam with the crest elevation of 185 m, the maximum height of 181m and dam axis length of 2 309.5 m. The dam consists of spillway, powerhouse, non-over flow, ship-lift, temporary ship-lock, left diversion wall and longitudinal cofferdam blocks. Some key techniques relating to dam structure design are presented, including hydraulics of flood discharge structure, dam joint design, layout and structural type of penstock, deep anti-sliding stability of dam foundation, reconstruction of temporary ship-lock and closed drainage and pumping of dam foundation.     

软弱地基上的碾压混凝土拱坝应力与位移分析

某工程在软弱基础上修建的碾压混凝土拱坝坝高大于100m,基础软弱,应力和位移大,尤其是坝肩向下游位移大。提出设置推力墩新结构来增强拱座受力,限制其变形。示例对水压荷载作用下坝体的应力和位移进行三维仿真分析,表明仅设置30m长的推力墩能消减50％的坝体下游面(水压荷载)拱向拉应力;位移减小20％;坝肩基岩几乎处于微压状态,水压应力向推力墩转移,加大坝基底面减小坝体沉陷。由于推力墩结构减小了拱跨度,增强了拱坝的整体性,分担了主要的坝肩荷载,可使拱坝应力得到改善,位移得到控制。     

水力自控翻板闸门泄流水力关联理论

本文利用水力学三大基本原理建立了水力自控翻板闸门泄流关联方程及其淹没新标准，解决了水力自控翻板闸门水力计算的一大难题，其计算结果比传统的水力计算公式更精确、简单，为这类闸门的设计提供了泄流计算的新理论．     

台阶式溢洪道水力特性计算方法分析

提出单纯台阶式溢洪道的水力设计方法。对比分析了台阶式溢洪道的水流流态、自掺气发生点以及消能效果,推荐Yasuda公式作为滑行水流和跌落水流界限的判别式,提出了自掺气发生点和消能率的统一计算公式,给出了台阶段水面线的计算方法。所得成果可以作为单纯台阶式溢洪道的工程设计参考。