發(fā)布時間：2020-10-23 08:38

　　 水工物理模型試驗的結(jié)論具有真實性,因而被廣泛應用于驗證工程設計中,但同時物模試驗受到相似比尺、制作工藝和測量設備等的限制,其試驗結(jié)果大多需要修正。數(shù)模試驗效率高花費少,不受相似比尺、測量設備的限制,但是數(shù)模試驗的結(jié)論受到邊界條件和模型精度的影響較大。因此,物模試驗和數(shù)模試驗相結(jié)合,將會是解決工程問題的重要手段。本文以某水電站溢流壩作為研究對象,通過水工物理模型試驗和FLUENT軟件對某水電站溢流壩的泄洪能力、水流流態(tài)、流速分布、消能防沖等問題進行試驗研究和數(shù)值模擬。試驗模型是按照重力相似準則來設計,依據(jù)設計單位提供的溢流壩設計方案和工程基本資料制作完成的。模型建好后,根據(jù)不同的試驗工況要求開始放水試驗,試驗結(jié)果表明原設計方案存在一些問題。針對問題提出合理的改進方案,然后對改進后的模型進行試驗驗證。運用FLUENT軟件對原設計方案的溢流壩進行數(shù)值模擬分析。建立溢流壩的數(shù)值分析模型,壓力速度耦合方式采用的是PISO算法,以標準k-ε湍流模型進行模擬,并采用VOF多相流模型追蹤水相和氣相的交界面位置,對溢流壩的進行三維數(shù)值模擬。將物理模型試驗結(jié)果與數(shù)模試驗結(jié)果進行對比分析,結(jié)果表明:數(shù)模試驗中溢流壩的泄流能力、流速分布、壓強分布和水面線的計算結(jié)果與物理模型試驗結(jié)果大致吻合,數(shù)模試驗方法是可行的。本次以某水電站溢流壩的水工物理模型試驗和水工數(shù)模試驗可以為日后的溢流壩設計提供一些參考。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TV131.61
【部分圖文】：

選擇??不論基巖的強度多大，挑射水流產(chǎn)生的巨大能量都會使下，有關(guān)于局部沖刷涉及巖石結(jié)構(gòu)、水流紊動和摻氣等多助模型試驗進行實驗測試。??問題的模擬方法如下：??擬法：遵循重力相似準則，用沙、卵石、碎石或礫等散似的可沖動河床。確定粒徑的方法有：??尺寸等容球徑縮小法。沖料比尺為：０＾?＝?％?（叫為粒徑原型巖石比較破碎的情況。??床不沖時的水流速度與模型沖料開動時的水流速度相似似模擬的方法。此方法由清華大學水利系提出，通過放那部分重量等效于巖塊之間摩擦力的抗沖作用。??幾何相似模擬法。根據(jù)原型巖塊的大小和形狀。按幾何

庫水位（１１１?；??圖３．１閘門全開時流量與庫水位關(guān)系曲線圖??由圖３．１可知：１．在不同庫水位時，實測的泄流量比設計泄流量大了?４％左右。２．當??閘門全開時，庫水位達到３０３．５５ｍ時，試驗測得的流量達到ｉｍｍ３／ｓ；實測庫水位在??３０３．２１ｍ處，下泄水流的流量達到１０６１ｍ３／ｓ。校核洪水位為３０３．３９ｍ，查圖３．１可知，當??水位達到３０３．３９ｍ時，泄水量達到了?１０９０ｍ３／ｓ，由式３－２計算得到流量系數(shù)是０．４５９。而??達到設計校核洪水位時的流量是１０６１?ｍ３／ｓ，故泄水流量超了?２９?ｍ３／ｓ。３．根據(jù)堰流公式??３－２計算得到平均綜合流量系數(shù)Ｍ＝０．４６３，設計要求的綜合流量系數(shù)０．４５７，計算得到的??綜合流量系數(shù)要比設計給出的綜合流量系數(shù)大。綜合可知：溢流壩的泄流能力能夠滿足??工程的需求。??溢洪道消能方式是挑流消能。開始時，由于下泄水流比較小，水股無法將鼻坎反弧??段處的水流排出，因此在反弧段內(nèi)的水流將產(chǎn)生翻滾，水流順勢從鼻坎的尾端沿著壁面??流下

由表３．２可知：計算得到的閘孔流量系數(shù)＾均在規(guī)范允許的合理范圍以內(nèi)。??工作閘門部分開啟時，根據(jù)堰流公式計算出閘門不同開度時溢流壩的庫水位與流量??關(guān)系見表３．３，流量與庫水位關(guān)系曲線見圖３．２。???表３．３閘門部分開啟時的庫水位與流量關(guān)系????庫水位??閘門開啟高度（ｍ）?水頭（ｍ）?流量２（ｍ３／Ｓ）?綜合流量系數(shù)Ｍ?備注??高程（ｍ）??ｅ＝６．２０?３０３．００?１０００?８５６．００?０．３８２?Ｐ＝１．０°／〇??ｅ＝６．００?３０２．４９?９．４９?７９２．８７?０３８３???２５??
【參考文獻】

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本文編號：2852799