環(huán)境友好型內(nèi)消能工-旋流環(huán)形堰豎井泄洪洞的數(shù)值模擬.pdf

1、我國西南、西北大型水電工程多數(shù)位于高山峽谷地帶，水頭高，泄量大，壩身不能承擔全部的泄洪工作，尤其是日益興建的面板堆石壩，一般需在岸邊修建泄洪洞。作為電站樞紐工程中泄水建筑物防蝕消能設(shè)施的核心部分，傳統(tǒng)泄洪洞消能率不高，流速大，出口霧化嚴重。考慮到當前水電工程對生態(tài)環(huán)境的影響已經(jīng)成為衡量工程可行性的一個制約指標，其中一種趨勢是把泄水建筑物的消能任務(wù)從洞外推到洞內(nèi)，除了滿足基本的泄量要求，同時還應(yīng)兼顧防空蝕、保護生態(tài)和減少投資的目的。生態(tài)環(huán)

2、境友好型的洞內(nèi)旋流消能工是目前泄洪消能領(lǐng)域一個重要的研究熱點和方向。本文所研究的新型旋流環(huán)形堰豎井泄洪洞屬于一種典型的內(nèi)消能工，它脫胎于傳統(tǒng)的環(huán)形堰豎井泄洪洞，但在整個泄洪洞水流流態(tài)和消能防蝕機理上又完全是另辟蹊徑。作為一種新型布置形式的消能工，其水力學特性并不是十分清楚，傳統(tǒng)的模型試驗方法仍難以揭示其復雜的水流特性，因此有必要開展新體型下水流的數(shù)值模擬和特性分析，這對成果的進一步推廣應(yīng)用具有深遠的意義。
　　依托于廣東清遠抽水蓄

3、能電站下水庫泄洪洞工程，利用Fluent計算流體力學軟件，基于RNG k-￡雙方程湍流數(shù)學模型，并結(jié)合VOF(Volume Of Fluid)方法，對下庫旋流環(huán)形堰豎井泄洪洞進水口、豎井旋流泄洪洞、出口的復雜水流進行了三維數(shù)值模擬。主要研究內(nèi)容包括:1）旋流環(huán)形堰豎井泄洪洞水流數(shù)值模擬及特性分析;2）潛水起旋墩的水力學機理、布置原則和流動特性計算;3）計算環(huán)形堰豎井空腔螺旋流合成速度和壓力;4）洞內(nèi)自摻氣壓力消能工的消能特性、結(jié)構(gòu)特性等