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有压管道充水过程数值模拟 被引量:19
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作者 杨敏 李强 +1 位作者 李琳 郑杨 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期171-175,共5页
基于明渠非恒定流的运动方程和连续方程,采用Preissmann四点隐式差分格式,结合虚拟流量法,对有压管道充水过渡过程进行了数值仿真模拟,该充水数学模型能模拟管道从无水变为无压流,再过渡到有压流的整个水流运动过程,其中包括漫流和明满... 基于明渠非恒定流的运动方程和连续方程,采用Preissmann四点隐式差分格式,结合虚拟流量法,对有压管道充水过渡过程进行了数值仿真模拟,该充水数学模型能模拟管道从无水变为无压流,再过渡到有压流的整个水流运动过程,其中包括漫流和明满过渡流。将该模型应用于南水北调天津干线有压输水系统充水仿真计算了充水过程中出现的水力过渡现象,最不利的情况出现在已经充满后的波动阶段,结果可为具体工程的充水操作预测水锤、规避风险和加强防护提供科学的依据。 展开更多
关键词 充水 数值模拟 Preissmann隐式差分法
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导流洞改作发电尾水洞过渡过程中明满流的数学模型 被引量:13
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作者 丁振华 许景贤 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第9期1-10,21,共11页
本文在总结前人研究成果的基础上,系统地考虑了导流洞改作发电尾水洞内明满流特有的初始状态和边界条件的影响,对洞内截留空气和进、排气过程作了精心处理,应用有压不恒定流基本方程和理想气体状态方程建立了数学模型;通过大量计算... 本文在总结前人研究成果的基础上,系统地考虑了导流洞改作发电尾水洞内明满流特有的初始状态和边界条件的影响,对洞内截留空气和进、排气过程作了精心处理,应用有压不恒定流基本方程和理想气体状态方程建立了数学模型;通过大量计算与水力学模型试验对比,表明该数学模型是合理的,为类似工程设计提供了理论依据,具有实际的参考价值. 展开更多
关键词 数学模型 水电站 尾水洞
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导流洞改作水电站尾水洞过渡过程明满流机理 被引量:11
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作者 许景贤 丁振华 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 1996年第5期664-672,共9页
阐述导流洞改作水电站尾水洞的特点及过渡过程中明满流的转换过程;总结前人研究成果并超越常规计算假定约束,考虑这类明满流特有的初始状态和边界条件的影响,对洞内截留空气和进、排气过程作了分析和处理,建立了数学模型.通过大量... 阐述导流洞改作水电站尾水洞的特点及过渡过程中明满流的转换过程;总结前人研究成果并超越常规计算假定约束,考虑这类明满流特有的初始状态和边界条件的影响,对洞内截留空气和进、排气过程作了分析和处理,建立了数学模型.通过大量计算与多种工况的水力模型试验对比,分析明满流引起较大正、负压力的原因,重点阐述明满流现象形成机理。 展开更多
关键词 过渡过程 水电站 尾水洞
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尾水洞明满混合流的数值模拟 被引量:10
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作者 周玉国 杨建东 《中国农村水利水电》 北大核心 2009年第12期123-126,131,共5页
以一个工程实例,用数值模拟和模型试验两种手段对带有尾水调压室的尾水系统中尾水洞出现明满混合流动的流场进行了分析。使用CFD计算软件Fluent,采用VOF气液两相流模型计算了尾水系统的三维流场,得到了过渡过程中尾水洞明流长度的变化范... 以一个工程实例,用数值模拟和模型试验两种手段对带有尾水调压室的尾水系统中尾水洞出现明满混合流动的流场进行了分析。使用CFD计算软件Fluent,采用VOF气液两相流模型计算了尾水系统的三维流场,得到了过渡过程中尾水洞明流长度的变化范围,尾水洞顶的压力变化过程以及尾水洞的流态,尾水洞内气泡的生成然后合并溢出的过程。对比分析数值计算与模型试验的结果一致。 展开更多
关键词 CFD 尾水洞 数值模拟 模型试验
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泵管渠池复杂抽水系统的过渡过程计算 被引量:6
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作者 刘梅清 邱锦春 +1 位作者 周龙才 杨文容 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期6-9,14,共5页
探讨了复杂抽水系统中有压流与无压流数值模拟的求解方法,将其统一于一种特征线求解格式,解决了在渠管衔接处的明满流问题.用该模型对大型泵站中泵管渠池组成的复杂抽水系统的水力过渡过程进行了计算.
关键词 泵站 复杂抽水系统 过渡过程
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采用CFD方法探讨尾水洞通气系统的作用机理 被引量:9
6
作者 周俊杰 杨建东 王煌 《中国农村水利水电》 北大核心 2012年第7期171-173,175,共4页
为了减小过渡过程中尾水洞负压,工程中常在洞顶设置通气系统[1],但通气系统减压效果如何、对尾水洞流态的影响以及通气风速的确定至今研究较少。对某水电站有、无通气系统两种体型,采用CFD方法进行数值模拟,探讨尾水洞通气系统的作用机... 为了减小过渡过程中尾水洞负压,工程中常在洞顶设置通气系统[1],但通气系统减压效果如何、对尾水洞流态的影响以及通气风速的确定至今研究较少。对某水电站有、无通气系统两种体型,采用CFD方法进行数值模拟,探讨尾水洞通气系统的作用机理,为尾水洞通气系统布置、优化提供设计依据。 展开更多
关键词 尾水洞 通气系统 洞顶压力 通气风速
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通气孔对具有明满流尾水隧洞过渡过程的影响 被引量:9
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作者 刘敏 蔡付林 +1 位作者 张雯 史晓阳 《中国农村水利水电》 北大核心 2014年第2期150-152,156,共4页
在由导流洞改建的尾水隧洞中,常常发生明满流交替现象,结合水工模型试验和基于VOF的数值模拟,对与导流洞相结合的尾水隧洞中发生的明满流过渡过程的水力特性和通气孔的作用机理等进行了研究。通过模型试验,分析了尾水隧洞设置通气孔对... 在由导流洞改建的尾水隧洞中,常常发生明满流交替现象,结合水工模型试验和基于VOF的数值模拟,对与导流洞相结合的尾水隧洞中发生的明满流过渡过程的水力特性和通气孔的作用机理等进行了研究。通过模型试验,分析了尾水隧洞设置通气孔对尾水系统过渡过程的影响,优化了通气孔的布置。通过数值模拟得到了尾水隧洞发生明满流时,部分监测点的压力变化过程曲线和监测断面的流量变化过程及通气孔的风速变化等,验证了通气孔减缓明满流的作用,并对通气孔的尺寸进行了优化分析。 展开更多
关键词 尾水隧洞 通气孔 模型试验 数值模拟
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白鹤滩水电站输水发电系统水工模型试验研究 被引量:9
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作者 孙洪亮 陈益民 +3 位作者 蔡付林 杨飞 李高会 陈祥荣 《水电能源科学》 北大核心 2021年第2期90-92,89,共4页
白鹤滩水电站单机容量目前居世界之首,输水发电系统规模巨大,尾水隧洞存在明满流现象,尾水调压室存在上室明流,水力学条件复杂,有必要深入研究输水系统水力学问题。采用整体模型试验方法,研究尾水隧洞出口结构布置形式的影响和输水系统... 白鹤滩水电站单机容量目前居世界之首,输水发电系统规模巨大,尾水隧洞存在明满流现象,尾水调压室存在上室明流,水力学条件复杂,有必要深入研究输水系统水力学问题。采用整体模型试验方法,研究尾水隧洞出口结构布置形式的影响和输水系统整体布置的合理性。结果表明,尾水隧洞出口设置逆坡堰,可明显改善尾水隧洞明满流流态,减小尾水连接管进口负压,抬高尾水调压室最低涌浪水位,水力学条件更优。大波动工况下,输水系统各部位压力和涌浪极值满足设计要求,输水系统布置合理。研究结果可为白鹤滩工程设计提供技术支撑,也可为类似工程提供借鉴。 展开更多
关键词 白鹤滩 百万千瓦机组 输水系统 模型试验
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二滩水电站尾水隧洞过渡过程中明满流的试验研究 被引量:8
9
作者 许景贤 林斌良 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 1990年第4期58-70,共13页
本文通过大型水力模型试验,分析了二滩水电站利用施工导流隧洞改作发电尾水洞的特点及导流洞中明满流的特征。加深了对利用导流洞的技术可能性和经济效益的认识。可供工程设计与科研工作参考。
关键词 尾水隧洞 二滩 水电站 试验
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SWMM模型河道及明满流模拟能力分析研究 被引量:9
10
作者 范玉燕 汪诚文 喻海军 《水资源与水工程学报》 CSCD 2019年第1期1-6,共6页
SWMM模型是当前国内外使用最为广泛的城市雨洪模型,对其模拟能力进行研究具有重要意义。在简要介绍SWMM模型的基础上,对模型处理城区河道和管道明满流等方面的能力进行了研究和分析。通过将SWMM模型模拟城区河道的结果与通用一维河网模... SWMM模型是当前国内外使用最为广泛的城市雨洪模型,对其模拟能力进行研究具有重要意义。在简要介绍SWMM模型的基础上,对模型处理城区河道和管道明满流等方面的能力进行了研究和分析。通过将SWMM模型模拟城区河道的结果与通用一维河网模型进行对比,对SWMM模型在处理和概化城区河道时存在的问题进行了分析,并论证了采用SWMM模型处理城区河道的可行性。采用具有复杂流态的经典环状排水管网算例对SWMM模型处理明满流的能力以及管道概化策略进行了研究和分析。研究结果表明:SWMM模型在保证合适的断面间距的情况下完全能够应用于城区河道水流计算,模拟结果与一般河网模型差别较小,同时SWMM模型具备模拟一维明满流的能力,在管道较长时,适当增加中间节点,可以在一度程度上改善模拟效果。 展开更多
关键词 SWMM模型 城市雨洪模型 河道 管道概化
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明满交替流特征隐式格式法计算模型在工程中的应用研究 被引量:9
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作者 陈乃祥 孔庆蓉 +1 位作者 樊红刚 权学林 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期85-89,94,共6页
本文给出了明满交替流特征隐式格式法计算模型。在对三峡、向家坝等电站的过渡过程进行计算的基础上,给出了工程应用中有用的结论:变顶高尾水隧洞洞顶的坡度越大,明满流动的压力波动越小;明满交替的最高压力上升出现在下游水位稳态线交... 本文给出了明满交替流特征隐式格式法计算模型。在对三峡、向家坝等电站的过渡过程进行计算的基础上,给出了工程应用中有用的结论:变顶高尾水隧洞洞顶的坡度越大,明满流动的压力波动越小;明满交替的最高压力上升出现在下游水位稳态线交于洞顶线中部附近时的工况,且出现最大压力的位置靠近下游侧;反射界面设定会影响仿真结果,需合理界定。 展开更多
关键词 水力学 变顶高尾水洞 水力过渡过程 仿真计算
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隧洞明满流边界下滇中引水工程闸门过流特性 被引量:8
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作者 管光华 殷心盼 +1 位作者 陈刚 顾世祥 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期91-99,共9页
传统的水闸流量关系是在上游明流条件下试验得到的,但关于上游明流向有压流过渡的非恒定流状态时,流量关系的规律及计算方法缺乏探索,而这一规律对于中国在建的大量长距离输水隧洞出口闸门的调控十分关键。该研究通过三维数值模拟,建立... 传统的水闸流量关系是在上游明流条件下试验得到的,但关于上游明流向有压流过渡的非恒定流状态时,流量关系的规律及计算方法缺乏探索,而这一规律对于中国在建的大量长距离输水隧洞出口闸门的调控十分关键。该研究通过三维数值模拟,建立实际的渠隧系统三维流体力学模型,探究明满流上游边界下闸门过流特性,并尝试探索在非恒定流工况下适配的过闸流量计算数学模型。结果表明:1)事故调度闸门突然关闭时,上游隧洞内出现无压-有压过渡流态,最大压力水头约为33 m,该研究提出一种改进的无量纲公式计算流量,即在闸前总水头中考虑上游隧洞内压力水头;2)无量纲公式相较于传统公式平均率定误差降低4个百分点,提出的无压-有压流态流量计算统一率定模型最大相对误差为4.68%,精度较高。该研究所提出的流量计算方法对长距离渠隧系统调度具有参考价值,也可为实际工程的管理提供可靠技术支撑,对于工程的安全稳定运行及灌区的正常输配水具有重要意义。 展开更多
关键词 数值模拟 仿真 压力 闸门 FLOW-3D 滇中引水工程
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基于明满流瞬变计算方法的大型灌区输水隧洞最优泄水流量计算 被引量:8
13
作者 张婧镁 杜敏 鞠小明 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2021年第6期60-66,共7页
为了明确输水隧洞内的明满流水力瞬变过程以及优化泄水闸的泄水流量,介绍了圆形输水隧洞中明满交替水流水力瞬变计算原理和方法。以某大型灌区干渠工程为例,根据窄缝法计算原理,采用显式差分中的扩散法,对圆形输水隧洞中的明满交替水流... 为了明确输水隧洞内的明满流水力瞬变过程以及优化泄水闸的泄水流量,介绍了圆形输水隧洞中明满交替水流水力瞬变计算原理和方法。以某大型灌区干渠工程为例,根据窄缝法计算原理,采用显式差分中的扩散法,对圆形输水隧洞中的明满交替水流进行了水力瞬变计算研究。给出了圆形隧洞瞬变流计算的水力要素计算公式,得到了输水流量变化时隧洞不同断面的水深或压力随时间的变化曲线。结果表明:当圆形隧洞水位封顶时,隧洞中的水压力越靠近下游断面,压力突升越剧烈;明流状态下节制闸关闭时间对隧洞内最大水深影响较小,隧洞内的最大水深随着泄水闸泄水流量的增加呈线性减小的趋势,根据数值模拟计算给出了泄水闸合理的设计泄水流量。研究成果可为输水隧洞工程的设计提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 圆形隧洞 水力瞬变 窄缝法 泄水闸 最优泄水
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变坡长隧洞明满流水力特性研究 被引量:8
14
作者 王威 吴时强 +1 位作者 黄标 王芳芳 《人民黄河》 CAS 北大核心 2017年第6期94-98,共5页
明满流交替是长隧洞常遇到的不利水流流态,尤其是洞内截留气囊输移现象会对隧洞结构安全构成威胁。通过试验研究,阐述了变坡长导流隧洞洞内流态的演变过程,指出随着上游水位上升,洞内水流流态呈现由水跃转变为明满流交替、直至有压流的... 明满流交替是长隧洞常遇到的不利水流流态,尤其是洞内截留气囊输移现象会对隧洞结构安全构成威胁。通过试验研究,阐述了变坡长导流隧洞洞内流态的演变过程,指出随着上游水位上升,洞内水流流态呈现由水跃转变为明满流交替、直至有压流的演变过程,分析了典型流态下隧洞的泄流能力,得到了明满流交替的流量系数介于无压流和有压流流量系数之间的结论。同时探讨了明满流交替过程的压力波动,发现明满流交替的压力波动持续时间较长、振幅较大,但压力峰值持续的时间很短,并且截留气囊可有效减缓隧洞底部压力波动。 展开更多
关键词 变坡 长隧洞 水跃 压力波动
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向家坝水电站右岸变顶高尾水洞的水力计算 被引量:6
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作者 张强 刘保华 《水力发电》 北大核心 2004年第3期32-33,共2页
向家坝水电站尾水下接金沙江,江水位变幅大,尾水隧洞选用变顶高尾水洞方案时可不建尾水调压室,但洞内压力和明满交界面会随水流过渡过程变化。经建立包含引水系统、机组和调速器在内的计算机仿真程序的水力过渡过程计算表明,变顶高尾水... 向家坝水电站尾水下接金沙江,江水位变幅大,尾水隧洞选用变顶高尾水洞方案时可不建尾水调压室,但洞内压力和明满交界面会随水流过渡过程变化。经建立包含引水系统、机组和调速器在内的计算机仿真程序的水力过渡过程计算表明,变顶高尾水隧洞方案在明满交替流工况下,未产生气囊,洞顶内水压力变幅不大,对机组没有产生不利影响,电站调节系统能满足大、小波动稳定的要求。 展开更多
关键词 变顶高尾水洞 水力过渡过程 仿真计算 向家坝水电站 水力计算
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复杂输水发电系统尾水隧洞明满流对水力过渡过程的影响
16
作者 周建旭 刘峰宏 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2024年第3期51-56,共6页
为研究输水发电系统中明满流尾水系统的水力特性及其适用性,基于特征线法和特征隐式格式法建立水电站输水发电系统过渡过程分析模型,比较分析了明满流与全有压流两类尾水系统的水力特性以及尾水系统明满流过渡过程对输水发电系统瞬态参... 为研究输水发电系统中明满流尾水系统的水力特性及其适用性,基于特征线法和特征隐式格式法建立水电站输水发电系统过渡过程分析模型,比较分析了明满流与全有压流两类尾水系统的水力特性以及尾水系统明满流过渡过程对输水发电系统瞬态参数和机组调节品质的影响。结果表明:在尾水隧洞全有压和明满流条件下,机组调节保证计算参数的控制值偏差较小,明满流尾水系统对应的尾水管进口最小内水压力相对较大;考虑明满流尾水系统的机组调节品质优于有压流尾水系统,且无明显的高频振荡叠加现象。 展开更多
关键词 全有压 水力过渡过程 特征线法 特征隐式格式
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引水隧洞进口明满流数值模拟 被引量:6
17
作者 陈桂友 赵青 穆仁会 《河南水利与南水北调》 CAS 2016年第4期163-167,209,共6页
以雪山水库引水坝调洪演算成果和工程投资估算为依据,拟定引水隧洞断面尺寸和引水坝水位,校核水位2 449.99m时,引水隧洞出现了明满交替流流态。采用有限体积法,运用计算流体力学数值模拟软件FLUENT对不同进水口型式的引水隧洞进口段进... 以雪山水库引水坝调洪演算成果和工程投资估算为依据,拟定引水隧洞断面尺寸和引水坝水位,校核水位2 449.99m时,引水隧洞出现了明满交替流流态。采用有限体积法,运用计算流体力学数值模拟软件FLUENT对不同进水口型式的引水隧洞进口段进行数值模拟。在此基础上,比较引水隧洞在明满流流态下不同进水口型式的洞内脉动压强和水流速度沿水流方向变化情况,分析得出喇叭型进水口可更好的改善过流条件,减小明满流的不利影响。 展开更多
关键词 引水隧洞 数值模拟 FLUENT 脉动压强
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三峡船闸末级闸首超长泄水廊道中阀门水力学关键问题研究(2)——事故动水关闭过程的阀门水动力学特性 被引量:4
18
作者 张瑞凯 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2001年第2期3-9,共7页
运用物理模型试验和数学模型计算的结果 ,阐述了三峡船闸末级闸首超长泄水廊道的阀门在事故动水关闭过程中 ,阀门段水流出现的明满流交替流态特征 ,分析了阀门关门速率、起关开度对阀门后廊道冲击特性的影响 ,实测了阀门可能承受的最大... 运用物理模型试验和数学模型计算的结果 ,阐述了三峡船闸末级闸首超长泄水廊道的阀门在事故动水关闭过程中 ,阀门段水流出现的明满流交替流态特征 ,分析了阀门关门速率、起关开度对阀门后廊道冲击特性的影响 ,实测了阀门可能承受的最大作用水头 ,探讨了阀门启闭力、支铰荷载和阀门段的空化特性 . 展开更多
关键词 空化 水动力学 阀门 泄水廓道 模型试验 三峡船闸
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数字孪生长距离引水工程检修排水及充水历时的确定
19
作者 叶圣炯 沈启航 +2 位作者 于永海 谈震 杨兴旺 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第3期160-166,共7页
长距离有压重力流引水工程单管输水,其检修排水及充水所需要的时间是检修期间工程停供水后的应急供水调度计划决策的依据。长距离引水工程检修排水及充水历时受到上游水库水位、检修闸门或阀门的过流特性、管道糙率、满流波速等诸多因... 长距离有压重力流引水工程单管输水,其检修排水及充水所需要的时间是检修期间工程停供水后的应急供水调度计划决策的依据。长距离引水工程检修排水及充水历时受到上游水库水位、检修闸门或阀门的过流特性、管道糙率、满流波速等诸多因素影响。为了及时准确地确定检修排水及充水历时,可以基于数字孪生长距离引水工程进行研究。以某长距离引水工程为例,根据监控系统提供的库水位、测压点压力等实时采集值,进行虚实数据交互,确定数字模型参数,使得数字模型逼近物理实体,建立物理实体的数字孪生体。采用一维水动力学模型对检修排水过程和检修完成后的充水过程进行数值计算,排水过程圣维南控制方程以水位和流量为变量,而充水过程则以水深和流量为变量。软件界面采用Java编程,后台数值模拟部分采用Python编程语言。 展开更多
关键词 水动力学模型 检修排水及充水 数字孪生
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导流洞改建尾水洞明满流过渡过程数值模拟 被引量:6
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作者 张宗溥 花玉龙 程欢 《人民黄河》 CAS 北大核心 2015年第4期105-108,共4页
针对导流洞区别于常规尾水洞的水力特性,在分析总结明满流数学计算方法的基础上,采用狭缝法的特征隐式格式法建立模型,对尾水洞中明满流过渡过程进行数值模拟。结合工程实例,采集过渡过程中监测点的压力和水位极值,并利用该电站引水发... 针对导流洞区别于常规尾水洞的水力特性,在分析总结明满流数学计算方法的基础上,采用狭缝法的特征隐式格式法建立模型,对尾水洞中明满流过渡过程进行数值模拟。结合工程实例,采集过渡过程中监测点的压力和水位极值,并利用该电站引水发电系统整体水工模型试验进行验证。对比分析得到数值计算结果与模型试验结果一致,表明该数学模型适用于导流洞改建发电尾水洞明满流过渡过程的数值模拟。 展开更多
关键词 数值模拟 特征隐式格式法 模型试验
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