非正交溢流堰失效條件初步研究.pdf

1、水利是現(xiàn)代化建設中不可或缺的首要條件，近年來國家建設了一大批中、小型水庫工程，然而局限于早期建設技術、經(jīng)濟條件，其泄洪設施多采用無閘控制的溢流堰，導致水庫的興利庫容較小，水庫效益不能充分發(fā)揮甚至汛期泄洪能力不足。圍繞提高水庫泄洪能力前人進行了大量研究，其中，非正交堰是研究的新方向之一，其特點是在相同河谷寬度的情況下，溢流前沿長度可比正交直線堰加長數(shù)倍或十余倍，泄流能力與溢流前沿長度成正比，泄流能力可大幅增加。經(jīng)本文研究，非正交堰泄流能力

2、與正交堰相比并非在任一情況下均會增大，這種狀態(tài)或條件稱之為“失效狀態(tài)”或“失效條件”。因此，針對非正交堰失效條件展開的研究具有重要的實際工程意義。
　　 本文采用概化堰流試驗及溢流堰三維紊流數(shù)值模擬相結合的方法，對非正交堰的泄流能力及失效條件進行了初步研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)進行了正交堰及非正交堰的概化水槽試驗，主要結合水面線變化及水流流態(tài)，著重研究了非正交堰的堰角、堰型、淹沒度對泄流能力的影響，初步獲得了

3、非正交堰的泄流特性及失效條件。
　　 (2)鑒于概化試驗的局限性，為更進一步深入探討非正交堰的失效原因，選取物模試驗的典型工況，應用FLUENT軟件對不同型式溢流堰的泄流過程進行了三維數(shù)值模擬。基于數(shù)值模擬結果獲得了溢流堰附近的流場及水面線，與物模試驗成果相吻合，驗證了數(shù)值方法的可行性以及合理性。
　　 (3)基于物模試驗獲得的非正交堰的失效條件及三維數(shù)值模擬計算成果，從流場特性、堰角及淹沒度等方面進行了大量綜合分析，獲