阿拉沟水库溢洪道泄水水力特性试验研究和数值模拟

摘要

溢洪道是水工建筑物中常采用的一种泄水建筑物。在工程实际中,溢洪道常因地质、地形、工程结构和工程整体布置等条件的限制,其结构布置形式多种多样。溢洪道工程结构布置对泄流的水力特性有较大影响。因此为得到较可靠的设计结果,通过物理模型试验和数值模拟,对溢洪道结构布置和特殊段进行优化试验研究,最终得到溢洪道的优化结构布置形式。
　　本文通过对阿拉沟水库溢洪道进行物理模型试验研究,得到不同工况下泄水流的流速分布、水面线与压强分布等的水力特性。针对溢洪道下泄水流经挑流鼻坎挑射至下游河床及拟人工开挖山体的海漫平台所造成的冲刷和产生的雾化问题,通过多方案的挑流体型结构优化试验研究,获得了适合工程实际的异型挑流鼻坎结构成果,经挑流鼻坎下泄的挑流水舌避开了拟人工开挖山体的海漫平台,较好地解决了溢洪道下游消能段的防冲及雾化等问题。利用Fluent软件,采用RNG k~ε紊流模型,使用VOF自由表面追踪法对阿拉沟水库溢洪道整体水流流态进行了三维数值模拟,三维数值模拟结果与物理模型试验结果吻合较好。

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第1章 绪论

1.1 问题的提出

1.2 研究的目的及意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文的主要研究方法

1.5 本文研究的主要内容

第2章 溢洪道泄水水力特性模型试验研究

2.1 工程概况

2.2 模型设计

2.3 试验成果及分析

2.4 本章小结

第3章 溢洪道挑流鼻坎体型优化及水力特性

3.1 挑流鼻坎的结构优化

3.2 挑流鼻坎结构优化后的水力特性

3.3 本章小结

第4章 溢洪道整体三维数值模拟

4.1 数值模拟

4.2 数值模拟计算结果

第5章 模型试验与数值模拟对比分析

5.1 水面高程

5.2 底板压强

5.3 断面流速

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

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