船闸闸室明沟形式及消能效果分析

船闸侧墙廊道闸室明沟消能工布置及消能效果的优劣,直接影响闸室内船舶所受系缆力大小及停泊安全。利用局部模型,在恒定流情况下,对侧墙廊道闸室内布置单明沟机加槛、双明沟及三明沟消能工充水过程进行试验研究;分析和比较各明沟形式的剩余比能、动能及流场分布,综合评判各形式明沟消能工的消能特性,并在整体模型上进行了试验验证。研究结果表明:三种明沟形式比较,三明沟布置消能效果最优。双明沟消能形式较单明沟消能水体增大较多,消能工布置灵活,消能空间大,水流分布亦较单明沟更为均匀,在减小闸室内横向水流对船舶作用力方面较单明沟形式优越。因此,综合比较,双明沟消能效果较单明沟要好。     

贵港二线船闸闸室双明沟消能工布置及消能特性研究

以贵港二线船闸闸室内双明沟消能工布置为研究对象,建立1:30的整体物理模型。利用多普勒流速测量仪(ADV)、电阻式拉力仪、UBL-2超声波浪/水位采集分析仪等,对闸室内消能后各水力特性进行测量,分析消能特性。试验研究表明:经过优化后的双明沟消能工布置,使船闸闸室内横向水流分配均匀、局部紊动较小,船舶系缆力满足规范要求,闸室内船舶靠泊条件更好。     

高水头船闸闸室明沟消能效果及机理分析

利用ADV等先进的量测仪器,通过船闸局部水工模型试验和三维数值模拟,对高水头船闸闸室明沟的消能效果和消能机理进行研究,分析流速分布、剩余比能、水面波动和紊动能耗散率等参数的结果表明:明沟消能工出流掺混强烈,97%的耗能位于明沟区,扩散均匀,水面波动较小,消能效果较优.明沟型式结构简洁,可在我国高水头船闸中推广应用.     

超高水头船闸输水系统消能试验研究

利用ADV流速测量仪,通过对超高水头船闸闸室内流速及流速分布的测定,详细比较了明沟消能与盖板消能的消能特性、消能效果和消能方式,可为高水头船闸输水系统消能工设计提供科学依据。     

高水头大尺度船闸闸室消能明沟三维水力特性数值模拟

针对我国某高水头大尺度船闸闸底纵支廊道明沟消能二区段出水输水系统,采用RNG k-ε紊流模型,结合闸室自由水面处理技术的VOF法,建立三维紊流数学模型,对船闸灌水过程的正常运行工况进行了水力特性数值模拟,分析闸室三维流场流速分布、侧支孔流量分布规律以及明沟消能机理。研究成果可为类似高水头船闸输水系统消能工布置提供技术参考。     

船闸输水系统单明沟与消力槛联合布置的消能特性*

针对船闸闸底长廊道单明沟消能问题,结合广西左江山秀二线船闸工程,建立闸底长廊道侧支孔输水系统三维紊流数学模型,对闸室充水过程进行三维数值模拟。对原设计方案以及3个优化方案的闸室内部流场分布、流速分布均匀度、剩余比能等参数进行对比分析。结果表明,在明沟内增设一道消力槛可显著提高消能效果。优化方案的剩余比能和流速分布均匀度的量值在消力槛高度达到1.2 m后仍存在下降,但整体上降幅减缓,说明消力槛高度达到1.2 m后消能效果的改善空间不大。     

贵港二线船闸闸室消能工优化试验研究

依托贵港二线船闸,建立130比尺的物理模型,对闸室不同消力梁布置型式下的水流条件和船舶停泊条件进行研究。结果表明:底槛高0.9 m、透水孔口高度0.4 m的布置方案,闸室内水流较均匀,未观测到明显的横向水面比降,水面无局部紊动,船舶停泊条件较好。     

水利枢纽水闸消能工设计措施

通常情况下在水利枢纽水闸消能工设计时,利用底流式消能的方法进行水闸消能设计,由于低水头水工建筑物的消能工的消能效果不好,弗劳德数不高,在消能工的效率不高的情况下,下游的水流会出现剧烈的紊动,在泄洪期间经常会出现对下游河床冲刷的情况,存在非常大的安全隐患。基于此本文通过实际案例对水利枢纽水闸消能工的设计措施进行探讨。     

闸坝枢纽坝下消能的研究现状及发展综述

本文总结了闸坝坝下消能的几种基本的消能型式并总结了它们各自的消能机理和特点,并简要介绍了几种新型的消能工,并在此基础上提出了相关的一些问题和建议。     

低水头枢纽消力墩位置对消能效果的影响

低水头枢纽通常采用消力池底流消能的方式来消减泄水闸下泄水流的能量,而消力墩的位置对水跃的形式、强弱影响较大,从而影响整个消力池的消能率。采用计算流体力学软件Fluent的VOF模型,探讨消力墩位置对消力池内水跃特征、湍动能耗散率分布及消能率的影响。结果表明：消力墩位置会影响消力池消能率——消力墩布置在消力池长度的0.65及以上时,其消能效果与不布置消力墩时相差不大;消力墩布置在消力池长度的0.35处时,消力池的消能率最大,比布置在0.65时消能率提高约10.5%。     

双层开孔消浪板结构消能性能分析

双层开孔消浪板是一种新型消能结构，其结构通过上层开孔板和下层实心板两部分来解决结构的消能问题．文中通过模型试验的方法来验证结构的消能性能，同时，对双层开孔消浪板结构在规则波作用下的消能系数随3个主要影响因子（相对板宽B／L，相对开孔A／A0，波陡H／L）变化的结果进行分析．通过分析和比较消能系数与影响因子之间的相互关系，证明双层开孔消浪板结构具有较好的消能效果．     

红岩子船闸输水系统优化设计

船闸侧墙廊道闸室明沟消能工布置及消能效果的优劣,直接影响闸室内船舶所受系缆力大小及停泊安全。依托红岩子船闸输水系统水工模型试验研究,探讨筛孔式消能工及通过增加顶盖板优化设计的方案在中高水头分散式输水船闸中的应用效果,通过测定闸室充、泄水水力特性,输水廊道压力及船舶停泊条件等各项指标,发现优化设计方案在船舶停泊条件方面具备更优的性能,同时提出船闸阀门开启方式的运行方案。     

适应通过能力发展需求的多线船闸输水系统设计与应用

针对通过能力日益增长背景下的多线船闸输水系统设计问题,以西江长洲枢纽四线船闸群为例,总结了不同阶段通过能力需求引起的船闸设计规模变化。针对二线船闸规模小、一线船闸闸室宽度大、三线四线船闸并列布置同步建设且规模巨大的特点,分别介绍了各船闸输水系统的设计理念。采用物理模型试验手段,提出了二线船闸采用消力槛强迫消能、一线船闸采用双明沟消能、三线四线船闸采用互通省水布置等创新成果,并通过原型观测验证了创新成果实效性。提出两条建议:多线船闸总体布局应将高等级船闸布置在河心侧、低等级船闸布置在河岸侧,输水系统设计应综合考虑地质条件、结构形式、水力指标等因素。     

单个透水框架的三维数值模拟研究

透水框架因其具有较好的防冲促淤功能,在航道整治中得到了广泛的应用。主要对单个四面六边体透水框架和双工字型透水框架进行三维水流数值模拟,揭示其防冲促淤机理,并对两者之间的差别进行对比分析。结果表明:透水框架通过改变水流的大小和方向及加速水流能量的消耗来促进泥沙的淤积,相对于四面六边体透水框架,双工字型透水框架具有更好的防冲促淤能力。     

明渠水力设计中的能耗极值假说

最小能耗率理论和最大能耗率理论是水力学及河流动力学研究中容易混淆的两种假说。文章从明渠的最优水力断面设计、临界渠道设计、冲积河流河相关系3个方面出发,在理论上证明了能耗极值假说的存在,说明能耗极值假说取最小值和最大值与约束条件、已知条件之间的关系,并将计算结果与现有成果进行了比较。     

飞来峡二、三线船闸闸底长廊道输水系统模型试验

飞来峡水利枢纽位于北江中游,新建的二、三线船闸并列布置有效尺度为220 m×34 m×4.5 m(长×宽×门槛水深),船闸最大设计水头14.44 m,采用闸底长廊道侧支孔输水系统双明沟消能布置形式。通过1∶30的物理模型,对船闸输水系统的布置形式及水力学特性进行试验研究。结果表明:闸室输水时间、水力学指标、闸室停泊条件、进出口布置形式均能满足规范要求,优化后的闸室停泊条件较好。     

新型消浪板结构性能分析

双层开孔消浪板是一种新型消能结构,其结构主要包括上层开孔板和下层实心板两部分,以此来解决结构的消能问题.基于双层开孔消浪板具有较好的消能效果,对结构稳定性进行分析.根据模型试验结果,推导出消浪板结构稳定性计算公式,从而计算结构的稳定性,并对计算结果进行分析,得出相应的结论.     

切向单双入口旋流器油-水两相分离流场及特性研究

运用雷诺应力模型（RSM）及两相流 MIXTURE 混合模型和 SIMPLEC 算法对切向单、双入口旋流器内的流场进行模拟分析。采用作图法描述了锥段中间截面处的切向速度、径向速度、湍动能及湍能耗散率,使内部复杂旋流流场的分析得以简化。模拟结果表明：单入口旋流器内流场具有不对称性,呈现偏心结构,双入口旋流器流场具有较好的对称性;油-水分离时,切向双入口旋流器中的分离效率为96%,高于单入口旋流器的94%,但同时增大了能量消耗。实验测试结果显示：流量为3 m3/ h 时的实际分离效率为90%,与模拟结果的平均误差为5%,处理流量相同时,采用切向双入口旋流器更能提高分离效率。