阻塞型竖井旋流泄洪洞水力特性研究 |
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引用本文: | 阳洲,尹进步,魏柯榜,徐根海,闫秀秀,卢洋亮.阻塞型竖井旋流泄洪洞水力特性研究[J].应用基础与工程科学学报,2023(4):828-842. |
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作者姓名: | 阳洲 尹进步 魏柯榜 徐根海 闫秀秀 卢洋亮 |
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作者单位: | 西北农林科技大学水利与建筑工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金项目(51279170); |
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摘 要: | 为了解决竖井旋流泄洪洞下部出现高速低压而导致的空化空蚀风险,提出在竖井中部设置垂直阻塞的布置形式.主要通过数值模拟的方法,对设置不同收缩度的阻塞竖井旋流泄洪洞的流态、压强、三维流速、空化与消能特性等进行了系统研究.研究结果表明:收缩度不宜过大或过小,过大则泄流能力不足,过小则流场变化不明显.一定收缩度的阻塞有利于减小空径比,增大旋流角,进而增大壁面压强,同时阻塞的存在使得上部旋流合流速与轴向流速减小,这一增压减速效果显著增大了空化数,大大降低发生空化空蚀的风险.另一方面阻塞的设置有效降低了井底水跃与水垫的紊动程度,底板压强值降低,且压强分布更加均匀.虽井底区域消能率有所下降,但旋流区消能率的大幅增加能与之弥补.研究成果充分揭示了阻塞竖井旋流泄洪洞的流场特征,可为其进一步研究应用提供参考.
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关 键 词: | 阻塞竖井旋流 数值模拟 压强 增压特性 流速 空化 消能率 |
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