垂直洞塞出口冲击区壁面压强特性

作     者：韩浩冉 田忠 刘文 HAN Haoran;TIAN Zhong;LIU Wen

作者机构：四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 

基　　金：国家重点研发资助项目(2016YFC0401600) 国家自然科学基金资助项目(51879178) 

出 版 物：《工程科学与技术》 (Advanced Engineering Sciences)

年 卷 期：2019年第51卷第2期

页      码：115-120页

摘      要：垂直洞塞作为一种新型消能工,其出口水流状态可视为淹没射流,出流区域为射流冲击区,受结构自身特点的影响,该类射流的流速大,射流冲击区壁面受到的压强大,为探索垂直洞塞出口冲击区附近有界区域内的壁面压强分布规律,为结构设计及水力设计提供科学依据,作者结合某大型泄洪洞工程,采用模型试验、理论推导及数值模拟相结合的方法,针对不同的出口射流流速及不同压坡位置,研究了垂直洞塞出口射流冲击区的壁面压强特性。结果表明:冲击压强的试验和数值模拟结果吻合良好;当轴线上压强测点同压强最大值处的距离和压强半宽值的比值小于1时,试验及数模得到的壁面压强与理论分析曲线贴合,但当该比值大于1时,且压坡段与射流中心之间距离和射流直径之比较小时,两者结果明显高于理论曲线,理论曲线此时不适用。定量分析表明:随着下游压坡段与射流中心之间距离的增加,底板轴线压强分布逐渐贴合理论曲线;当压坡段与射流中心之间距离和射流直径之比大于2.35时,冲击区下游压坡段位置对底板压强半宽值无显著影响,各试验组次中底板压强半宽约为射流直径的0.3倍;射流冲击区内,顶部和侧壁壁面的压强随着离射流中心的距离减小而降低,在泄洪洞上游封堵处压强达到最大值。

主 题 词：垂直洞塞 淹没射流 壁面压强 压强半宽值 数值模拟 

学科分类：0810[工学-土木类] 080103[080103] 08[工学] 080104[080104] 081502[081502] 0815[工学-矿业类] 0805[工学-能源动力学] 0812[工学-测绘类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.15961/j.jsuese.201800404

馆 藏 号：203607471...