梯形墩-悬栅消力池水力特性数值模拟

作     者：俞晓伟 牧振伟 高尚 YU Xiaowei;MU Zhenwei;GAO Shang

作者机构：新疆农业大学水利与土木工程学院新疆乌鲁木齐830052 新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室新疆乌鲁木齐830052 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52269019) 

出 版 物：《排灌机械工程学报》 (Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering)

年 卷 期：2025年第43卷第1期

页      码：66-73页

摘      要：针对低弗劳德数水跃消能问题,以消力池内布置的梯形墩-悬栅联合消能工为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型和VOF法进行数值模拟,研究消力池内水力特性和消能效果.结果表明:梯形墩可有效降低消力池底板压强和入池临底流速,墩后压强低于100 Pa,流速降至0.20 m/s时,随着Fr增大,压强和流速分布改善效果越显著;消力池内涡量强度最大值位于陡坡段水跃旋滚区,该区域存在明显涡核,为能量耗散主要区域,梯形墩和悬栅区域涡结构间断分布,属于弱涡结构,能量部分耗散;梯形墩-悬栅联合消力池中能量耗散主要由水跃能量耗散、梯形墩剪切耗散和悬栅沿程耗散组成,3种工况下消能率较传统消力池分别提升4.49%,9.74%,9.79%,充分发挥出联合消能工叠加消能的效果,研究结果可为类似工程消能工设计研究提供一定的参考.

主 题 词：低弗劳德数水跃 梯形墩-悬栅 数值计算 水力特性 能量耗散 

学科分类：082802[082802] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 09[农学] 0815[工学-矿业类] 0903[农学-动物生产类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-8530.22.0238

馆 藏 号：203156676...