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水平多股多层淹没射流水力特性及消能机理研究

批准号50479062 学科分类工程水力学 ( E090501 )
负责人张建民 职称教授 单位名称四川大学
资助金额 25万元 项目类别 面上项目 起止年月 2005年01月01日 至 2007年12月31日
主题词 多股多层水平淹没射流;水力特性;消能机理;强剪切紊动涡结构,
附注说明 多股多层水平淹没射流消能是一种新型消能型式。它利用立体强剪切和空间三元漩滚消能,具有消能充分的突出特点。本项目运用和发展空间三元水跃和挑流多股淹没射流理论,提出这种消能型式的水力设计理论方法;通过系统模型试验和50米/秒量级的原型流速试验,分析多股多层水平淹没射流消能体型参数与水力特性和消能机理内在关系;提出体型优化布置原则;确定附加动量影响系数及其变化规律;建立和运用数学模型成功模拟具有复杂自由面和强紊动掺气水流流动,获得水流速度矢量分布及其衰减规律、紊动涡结构特征及其分布等详细流场信息;理论分析、模型试验和数值模拟三者相互印证,完善现有消能防冲水力设计理论,提高数值模拟精度和水平。该项研究成果能够为解决高水头、大单宽流量、对环境影响有特殊要求的水利水电工程泄洪消能关键技术难题提供理论基础和科学依据,因此,该项成果无疑具有重要的理论指导意义和非常高的实际价值及广阔的应用前景。

成果

序号 课题 类型 参与人
0 导流洞、泄洪洞、放空洞“三洞合 奖励 第二完成人
1 水电站取水防沙技术研究 奖励 第四完成人
2 高坝泄洪消能若干新技术研究及应 奖励 第十完成人
3 多股多层水平淹没射流的试验研究 期刊 李艳玲,杨永全, 华国春,张建民等
4 恒定渐变流水面线计算的一种迭代 期刊 张建民,王玉蓉,许唯临
5 单层多股和多层多股水平淹没射流 期刊 李艳玲,华国春,张建民,杨永全
6 宽浅式尾水渠体型设计 期刊 彭勇,张建民,许唯临,
7 高水头泄洪洞挑坎体型优化及下游 期刊 余挺,贺昌林,张建民,许唯临
8 多股多层水平淹没射流的消能研究 期刊 李艳玲,华国春,杨永全,张建民等
9 水平多股淹没射流理论及试验研究 期刊 张建民,杨永全,许唯临,李艳玲
10 多孔淹没出流消力池复杂流态分析 期刊 高鹏,杨永全,邓军,张建民
11 前置掺气坎式阶梯溢洪道掺气水深 期刊 彭勇,张建民,许唯临
12 水平多股淹没射流水力特性及消能 期刊 张建民,王玉蓉,杨永全,许唯临
13 长泄洪洞小比尺物理模型糙率修正 期刊 贺昌林,余挺,张建民,许唯临
14 前置掺气坎式阶梯溢洪道体型布置 期刊 吴守荣,张建民,许唯临,彭勇

摘要

结题摘要 进行了新型多股多层水平淹没射流消能技术研究及其体型参数与水力特性和消能机理的内在关系;提出了体型优化布置原则;成功模拟了具有复杂自由面和强紊动掺气水流流动,获得了水流速度矢量分布及其衰减规律、紊动涡结构特征及其分布等详细流场信息;推导出了该种消能型式的水力设计理论方法;研究成果具有创新性。通过深入研究多股多层水平淹没射流水力特性和消能机理,发现和解决了产生不良水力学问题,全面、深入地揭示了体型参数与消力池内流态、水力学指标之间的内在关系以及改善流态和降低消力池底板脉动压力、临底流速、出池水面波动等水力学指标的原则和方法。为新型消能型式的工程应用,特别是在高水头大单宽流量坝身底流消能的应用提供了理论和试验依据;研究工作重点瞄准高水头大单宽流量坝身底流消能临底流速过大、流态不稳定、对下游水位适应性不强等关键技术问题,在消能方式、流场漩涡结构和消能机理、计算方法和适用的工程规模等方面取得突破。

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