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溢洪道水力特性的数值研究

李刚  
【摘要】: 物模试验在工程设计中应用广泛,试验结论真实可靠,是工程设计的最终验证,但物模试验一般需要大量的人力物力和资金,并且要受到相似比尺的限制,其结果大多还要经过经验性的修正才能采用。数模试验节省时间和投资,且一般不受相似比尺限制,流场资料丰富,目前发展很快,但数模试验结论受各种因素的影响比较大,如计算模型的采用和边界条件的设置等。本文提出了一种溢洪道数模试验的方法,并对黑龙江省龙头桥水库溢洪道原设计方案进行了数模试验的研究,得到了溢洪道的过流能力、水面线、堰面压力和流速分布,并对比物模试验结果验证了溢洪道数模试验方法的可行性和可靠性。原设计方案在陡槽段数模和物模试验都出现了比较严重的水冠和折冲水流,除数模试验水冠值偏小外,绝大部分吻合良好,经分析确定优化方案为:减小闸墩厚度0.5米和优化尾墩形态为长尾墩或直立尾墩。数模试验也对优化方案进行了模拟计算,得到优化方案确实可以明显改善水冠和折冲水流的结论,并对优化后方案进行了物模试验,通过试验结果的对比分析,再一次验证了溢洪道数模试验方法的可行和可靠性。 通过优化前后数模试验结果的比较,得到了水冠和折冲水流出现位置和高度与过堰流量、中墩厚度、尾墩形态等的关系,为溢洪道优化设计提供了可靠的依据。


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