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《四川大学》 2005年
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宽尾墩和阶梯溢流坝一体化数值模拟

张挺  
【摘要】:把宽尾墩的技术应用于阶梯溢流坝,使之形成宽尾墩、阶梯式溢流坝面和消力池相结合的一体化水工设施,这种新型消能方式兼有宽尾墩和阶梯溢流坝面的优点,小流量泄流时,可充分利用阶梯旋滚消能,大流量泄流时,出闸室水流形成水翅,存在多个水气交界面,墩后气腔形成气体卷吸,两股水翅在空中发生碰撞,水气掺混剧烈,消能率得到提高,其单宽流量比纯阶梯溢流坝可增大数倍,这种一体化设施的流场具有明显的三维特性。本文在总结前人研究成果的基础上,结合模型实验数据,对宽尾墩、阶梯溢流坝面和消力池一体化设施的三维流场进行了数值模拟,对存在的部分问题进行了探讨,对设计具有一定的参考意义。本文主要的研究内容和研究成果有: ①宽尾墩和阶梯溢流坝一体化水工设施流场的三维数值模拟在相关的文献中未见报道,本文首次成功地模拟了其三维流场,模拟得到了墩后水翅、阶梯面挑射水舌和掺气腔体以及阶梯面上的旋滚等,重现了抛物线型水气交界面。并对网格生成进行了研究,提出了针对复杂水工建筑物网格生成应遵循的三种方法。 ②本文的研究结合索风营水电站实际工程,该工程第一次采用了X型宽尾墩。通过对X型和Y-Ⅱ型宽尾墩两种墩型的对比,表明X型宽尾墩在小流量泄洪时,水流不受宽尾墩影响,充分利用阶梯溢流坝旋滚消能,大流量泄洪时,水流以收缩射流形式下泄,利用水翅在空中的碰撞掺混提高消能效果。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TV652.1

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 许文海;泄水建筑物控制转换段水力特性与体型优化研究[D];西安理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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2 范勇锋;台阶式溢流坝坝后消力池压强特性数值模拟研究[D];西安理工大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 张哲衡;高能燃料燃烧流场的数值模拟与结构设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 李铁军;多级除尘器气动性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 杨洪磊;双燃料喷嘴设计与燃烧流场数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王建兵;双尾缘叶片尾部冷气对涡轮性能影响的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 吴曙亮;横向来流对等离子点火器点火区域的影响[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 吕蔚;灰场挡水坝排洪系统的研究与应用[D];大连理工大学;2010年
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9 王桂荣;水平刻槽管壁面升膜蒸发传热传质耦合研究[D];中国海洋大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
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2 龚政;长江口三维斜压流场及盐度场数值模拟[D];河海大学;2002年
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4 张晓东;泄洪洞高速水流三维数值模拟[D];中国水利水电科学研究院;2004年
5 田嘉宁;台阶式泄水建筑物水力特性试验研究[D];西安理工大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈为博;三维泄洪紊流流场的数值模拟[D];天津大学;2004年
2 赵庆;台阶式溢流坝消力池水力特性试验研究[D];西安理工大学;2008年
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【二级引证文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 姬春利;沙沱水电站X型宽尾墩联合消能工的研究[D];西北农林科技大学;2008年
2 刘安富;宽尾墩消力池透水底板水动力特性研究[D];天津大学;2012年
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4 杨亚斌;闭多能;阙光英;;柬埔寨王国斯登沃代一级水电站宽尾墩—井式消力池消能工试验研究[A];南方十三省(区、市)水力发电工程学会联络会暨学术交流会论文集[C];2009年
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1 张挺;宽尾墩和阶梯溢流坝一体化数值模拟[D];四川大学;2005年
2 陈群;阶梯溢流坝紊流数值模拟及实验研究[D];四川大学;2001年
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4 辜晋德;消力池板块表面水流—缝隙水流动力荷载特性研究[D];天津大学;2010年
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1 杨庆;阶梯溢流坝水力特性和消能机理试验研究[D];四川大学;2002年
2 张升堂;古仙洞拱坝消能模型试验研究[D];西北农林科技大学;2001年
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4 曾华;不同体型宽尾墩的水力特性比较研究[D];四川大学;2006年
5 茹治敏;宽尾墩—消力池水动力特性研究[D];天津大学;2008年
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7 钟伟强;老炉下水库溢流坝消能防冲研究[D];河海大学;2006年
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9 赵振兴;中低水头闸坝枢纽布置与窄缝式戽式消力池消能问题的研究[D];重庆交通大学;2008年
10 阮小蓉;宽尾墩在溢流坝面上的合理位置[D];四川大学;2006年
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