差动式挑坎水力特性数值模拟研究

摘要

高扩散低收缩差动式挑流鼻坎，其流态复杂，入塘水流紊动剧烈，表现出明显的三维流动特性。本研究采用κ-ε双方程紊流模型对其流场进行了三维数值模拟，给出水流形态及流速分布等水力特性，计算值与模型实验值对比，吻合良好。结果表明：低坎收缩，使边壁压力增加，有利于减少负压及空蚀空化发生，同时可增加水舌的纵向扩散，高坎顺水流扩散，可使水舌的横向扩散更充分，减小出坎单宽流量。分析对比了差动式和连续式两种挑坎体型紊动能分布，进一步说明了高扩散低收缩差动武挑坎能获得更好的消能效果。