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    188宝金博页面版: 大型泄洪洞有压弯道水力特性

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    内容提示： 第? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net大型泄洪洞有压弯道水力特性沙海飞 , 吴时强 , 周 　辉( 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室 , 江苏 南京 　 210029)摘要 : 为系统研究泄洪洞有压弯道的水力特性 , 结合大比尺物理模型 , 采用三维 Reynolds 应力数学模型 (RSM) 对不同来流流速、弯曲半径和转角的有压弯道进行了计算 , 用模型试验资料对弯道的压力和流速分布进行了验证 , 计算值和试验值吻合良好。给出了弯道的内外压差和最低压力的规律、二次环流的发生和发展过程 , 弯...

    文档格式：PDF | 页数：6 | 浏览次数：11 | 上传日期：2019-07-29 00:20:06 | 文档星级：
    第© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net大型泄洪洞有压弯道水力特性沙海飞 , 吴时强 , 周 　辉( 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室 , 江苏 南京 　 210029)摘要 : 为系统研究泄洪洞有压弯道的水力特性 , 结合大比尺物理模型 , 采用三维 Reynolds 应力数学模型 (RSM) 对不同来流流速、弯曲半径和转角的有压弯道进行了计算 , 用模型试验资料对弯道的压力和流速分布进行了验证 , 计算值和试验值吻合良好。给出了弯道的内外压差和最低压力的规律、二次环流的发生和发展过程 , 弯道的水力特性和弯曲半径关系较大 , 并提出了一些工程措施。关 　键 　词 : 弯道 ; 泄洪洞 ; 高坝 ; 水力学中图分类号 : TV135 1 2 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 1001 2 6791(2009)06 2 0824 2 06收稿日期 : 2008 2 05 2 28基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (50579084; 50909064)作者简介 : 沙海飞 (1979 - ) , 男 , 江苏常州人 , 博士研究生 , 主要从事水工、环境水力学研究。 E 2 mail : hfsha @nhri 1 cn泄洪洞是水利水电枢纽工程中重要的岸边泄水建筑物。在西南、西北地区正在兴建的一批大型水电站中 ,高水头大流量泄洪洞的水力学问题十分突出 [1] , 有压弯道的转角和半径选取问题就是其中之一。高流速的有压隧洞弯道压力分布不均 , 而且由于在弯道的凹凸弧侧均存在涡流和弯道全弧段的二次环流 , 使水流条件更加复杂 , 水损更大。水工隧洞设计规范 (SL279 2 2002) 规定 , 对于流速小于 20 m/ s 的无压隧洞 , 弯曲半径不宜小于5 1 0 倍洞径 , 转角不宜大于 60 ° ; 对于有压隧洞 , 要求可适当降低 , 而对于流速大于 20 m/ s 的有压隧洞弯曲半径和转角宜通过试验确定。实际工程中出于枢纽整体布置和避开不良地质条件等要求 , 弯曲半径和转角各个工程都有所不同 , 开展的模型试验研究主要是针对某特定工程 , 没有通用性。近年来 , 数值模拟在泄水建筑的研究中得到应用 [2 2 5] , 为系统研究隧洞弯道水力特性提供了条件。本文采用大比尺模型试验和三维紊流数值模拟相结合的方法 , 对大型泄洪洞有压弯道进行系统的研究。1 　模型试验某水电站大型泄洪洞采用经典的龙落尾体形设计。有压段直径 D = 15 1 2 m , 洞轴线通过有压段平面弯道转弯 , 后接无压段 ( 高 17 1 5 m , 宽 16 10 m)。其最大泄流量达 4155 1 5 m 3 / s , 有压段的最大平均流速为 22 1 9 m/ s 。该模型为泄洪洞整体、正态模型。模型按重力相似准则设计 , 模型比尺为 1 ∶ 38 。流量采用电磁流量计进行测量。整条泄洪洞共布置了 239 个压力测点 , 其中弯道共布置了 10 个测点。2 　数学模型2 1 1 　控制方程连续方程5ρ5 t+55 x iρ u i = 0 ( 1 )动量方程5ρu i5 t+5ρu i u j5 x j= f i -5 p5 x i+55 x jμ5 u i5 x j+5 u j5 x i- ρ u ′ i u ′ j ( 2 )有压弯道有明显的二次流动 , 具有各向异性的特点。采用双方程紊流模型时 , 二次环流现象不明显 , 弯道压力分布和试验值差异较大 , 所以采用 Reynolds 应力模型 (RSM) 来封闭基本方程。 RSM 是精细的紊流模型 , 放20 卷 第 6 期2009 年 11 月　　水 科 学 进 展ADVANCES IN WATER SCIENCEVol 1 20 ,No 1 6　 Nov. , 2009 　

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