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跌坎型底流消力池的水力特性与优化研究 被引量：97
1
作者 孙双科 柳海涛 +1 位作者 夏庆福 王晓松 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第10期1188-1193,共6页
本文以向家坝高水头大单宽流量水电站为例,对旨在降低消力池临底水力学指标的跌坎型底流消力池进行了系列水工模型试验,研究了不同跌坎高度的消力池水力学特性。研究成果表明,连续跌坎的采用有利于降低消力池临底流速,其应用效果取决于... 本文以向家坝高水头大单宽流量水电站为例,对旨在降低消力池临底水力学指标的跌坎型底流消力池进行了系列水工模型试验,研究了不同跌坎高度的消力池水力学特性。研究成果表明,连续跌坎的采用有利于降低消力池临底流速,其应用效果取决于跌坎高度,但跌坎的存在也改变了消力池内的水流流态,对底板脉动荷载与消力池的消能效率有较大影响。对有溢流表孔与中孔的泄水建筑物采用适度收缩泄水孔出口的布置方式,可以起到稳定消力池水流流态、增进消能效率的作用,同时有利于减轻泄洪雾化。 展开更多
关键词 消力池 跌坎 消能效率 底流消能 高坝
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低Fr数流动跌坎掺气槽的水力及掺气特性 被引量：44
2
作者 杨永森 杨永全 帅青红 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期27-31,共5页
通过模型试验和理论分析， 研究了低Ｆｒ 数（ Ｆｒ＜ ７） 流动情况下空腔积水对跌坎掺气设施水力及掺气特性的影响． 建立了计算跌坎掺气设施水力及掺气特性的预测数学模型． 给出了射流出射角的修正式； 积水尺寸的计算式； 掺气设... 通过模型试验和理论分析， 研究了低Ｆｒ 数（ Ｆｒ＜ ７） 流动情况下空腔积水对跌坎掺气设施水力及掺气特性的影响． 建立了计算跌坎掺气设施水力及掺气特性的预测数学模型． 给出了射流出射角的修正式； 积水尺寸的计算式； 掺气设施实际运行工况（ 空腔长度、空腔负压、掺气量等） 的预估方法． 研究表明， 低Ｆｒ 数流动情况下， 由于重力作用显著， 积水对水力及掺气特性均有显著影响． 展开更多
关键词 掺气设施 跌坎 佛氏数 水力特性 掺气特性
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跌坎型底流消能工水力特性的试验研究 被引量：35
3
作者 王海军 赵伟 +1 位作者 杨红宣 张强 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2007年第10期39-41,共3页
采用水力学试验方法,对跌坎型底流消能工的水流流态、时均动水压力分布以及临底流速进行了分析。并对影响消力池水力特性的跌坎深度和水流入池角度进行了研究。研究表明跌坎型底流消能工能有效解决高水头、大单宽流量消力池水力学指标... 采用水力学试验方法,对跌坎型底流消能工的水流流态、时均动水压力分布以及临底流速进行了分析。并对影响消力池水力特性的跌坎深度和水流入池角度进行了研究。研究表明跌坎型底流消能工能有效解决高水头、大单宽流量消力池水力学指标过高的问题。 展开更多
关键词 跌坎 水力特性 底流消能
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缓坡条件下掺气减蚀设施的体型研究 被引量：28
4
作者 孙双科 杨家卫 柳海涛 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2004年第11期26-29,共4页
　结合小湾泄洪洞掺气减蚀设施优化研究,提出了"当量坎高"的概念与凹型掺气坎的布置构想,在相同"当量坎高"的前提下,通过1∶60水工模型试验,对平面凹型、平面凸型、平面梯形、U型坎,以及直线型挑坎等掺气坎体型进... 　结合小湾泄洪洞掺气减蚀设施优化研究,提出了"当量坎高"的概念与凹型掺气坎的布置构想,在相同"当量坎高"的前提下,通过1∶60水工模型试验,对平面凹型、平面凸型、平面梯形、U型坎,以及直线型挑坎等掺气坎体型进行了对比试验研究.从掺气浓度、空腔特性及通气量等指标看,凹型掺气坎是一种较优的布置形式.从物理机制上看,平面凹型掺气坎因空腔内水气交界面积大,对提高空腔内的总通气量、改善掺气条件有利;另外,相对于其他异型掺气坎而言,凹形掺气坎在两侧边墙处空腔更为完整一些,这对提高边壁角隅区域水流的掺气能力,增进边墙的抗空蚀效果也有一定的助益. 展开更多
关键词 缓坡 凹形掺气坎 跌坎 挑坎
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明渠中跌坎后突扩分离流数值研究 被引量：10
5
作者 刘沛清 邓学蓥 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期9-19,共11页
利用大涡模拟技术，对明渠中跌坎后的二维突扩分离流结构进行了数值模拟，探讨了这类典型分离流各特征区的流动性质，分析了再附区壁面上不同测点处脉动压力的统计特征，并与试验结果进行了比较．在数值模拟中，采用了弱压缩流的控制方... 利用大涡模拟技术，对明渠中跌坎后的二维突扩分离流结构进行了数值模拟，探讨了这类典型分离流各特征区的流动性质，分析了再附区壁面上不同测点处脉动压力的统计特征，并与试验结果进行了比较．在数值模拟中，采用了弱压缩流的控制方程和非均匀网格系统． 展开更多
关键词 大涡模拟 分离流 跌坎 明渠流 数值模拟
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跌坎式底流消能工水流特性分析 被引量：14
6
作者 张强 张建蓉 周禹 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2008年第3期74-75,96,共3页
现对跌坎式底流消能工消力池内水流流态的演变进行了初步分析,随着入池能量的变化,消力池中会产生混合流、淹没混合流、淹没底流以及远驱底流流态。并对淹没底流流态下,消力池内的淹没射流区、附壁射流区内的流速分布采用射流力学理论... 现对跌坎式底流消能工消力池内水流流态的演变进行了初步分析,随着入池能量的变化,消力池中会产生混合流、淹没混合流、淹没底流以及远驱底流流态。并对淹没底流流态下,消力池内的淹没射流区、附壁射流区内的流速分布采用射流力学理论进行了分析,得出了其流速分布公式。 展开更多
关键词 跌坎 流态 淹没底流 流速
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跌坎型底流消能试验研究 被引量：15
7
作者 李志高 翟静静 向光红 《人民长江》 北大核心 2009年第23期28-29,共2页
为了减小高坝泄洪雾化的影响,对比传统底流消能工,进行了水工模型试验。通过试验,对跌坎型底流消能工的水流流态、临底流速以及脉动压力分布进行了研究分析,结果表明:跌坎型底流消能工可大大降低临底流速,减小消力池底板上的脉动压强,... 为了减小高坝泄洪雾化的影响,对比传统底流消能工,进行了水工模型试验。通过试验,对跌坎型底流消能工的水流流态、临底流速以及脉动压力分布进行了研究分析,结果表明:跌坎型底流消能工可大大降低临底流速,减小消力池底板上的脉动压强,消能效果较好;同时还可抬高消力池底板高程,缩短消力池长度,节省较多的工程量,经济效益明显。 展开更多
关键词 底流消能 跌坎 消力池 水工模型试验
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跌坎型底流消力池的水力特性与结构优化研究 被引量：12
8
作者 李杰 《水利规划与设计》 2017年第6期96-98,共3页
文章针对溢洪道下泄能量过大的问题,以重庆清滩子水电站为研究对象,借助1∶50的正态物理模型试验,分析研究了跌坎型底流消力池的水力特性和主要影响因素,并在此基础上,对原结构做了大量的优化试验研究。研究结果显示,当其他条件固定时,... 文章针对溢洪道下泄能量过大的问题,以重庆清滩子水电站为研究对象,借助1∶50的正态物理模型试验,分析研究了跌坎型底流消力池的水力特性和主要影响因素,并在此基础上,对原结构做了大量的优化试验研究。研究结果显示,当其他条件固定时,跌坎深度越大,消能工效率越高;水流入池角度增大,消能率提高。 展开更多
关键词 消能工 跌坎 二元水跃 入池角度 时均水压力
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跌坎型底流消能工研究综述 被引量：11
9
作者 王丽杰 杨文俊 +1 位作者 陈辉 李连文 《人民长江》 北大核心 2013年第3期59-62,共4页
近年来,随着人们环境保护意识的不断增强,许多大型水电工程的泄洪消能倾向于采用泄洪雾化较低的底流消能方案。然而,经济和技术两方面的因素制约了底流消能在高水头、大流量水电站建设中的应用。针对底流消能应用于高水头、大流量泄洪... 近年来,随着人们环境保护意识的不断增强,许多大型水电工程的泄洪消能倾向于采用泄洪雾化较低的底流消能方案。然而,经济和技术两方面的因素制约了底流消能在高水头、大流量水电站建设中的应用。针对底流消能应用于高水头、大流量泄洪工程时存在的问题,在总结已有研究成果的基础上,结合国内向家坝、官地和亭子口以及国外某些高坝工程泄洪消能实践,对跌坎底流消能工的研究进展进行了综合分析。可为类似工程的体型优化设计提供参考。 展开更多
关键词 跌坎 体型 底流消能 高坝
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泄洪深孔掺气减蚀研究 被引量：7
10
作者 肖兴斌 《水电站设计》 2003年第2期85-89,共5页
掺气减蚀设施,是防止空蚀破坏最经济、行之有效的办法。本文对弧门突扩跌坎与跌坎掺气水流特性进行了述评,并推荐跌坎式的掺气为三峡工程泄洪深孔防蚀的最佳方案。同时对缩尺效应影响进行了初步探讨。
关键词 三峡工程 泄洪底孔 跌坎 掺气 进气量 缩尺效应
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宽尾墩对跌坎底流消能影响的试验研究 被引量：9
11
作者 胡静 邓军 +3 位作者 陈华勇 刘斌 刘军 谢波 《水力发电》 北大核心 2010年第3期93-96,共4页
针对跌坎底流消能在下游水位变幅较大的电站中的泄流消能问题,结合赛格电站进行了模型试验研究,从消力池的水流流态、临底流速以及底板时均冲击压力三方面详细地分析了宽尾墩对跌坎底流消能的影响。试验结果表明,宽尾墩改善了跌坎底流... 针对跌坎底流消能在下游水位变幅较大的电站中的泄流消能问题,结合赛格电站进行了模型试验研究,从消力池的水流流态、临底流速以及底板时均冲击压力三方面详细地分析了宽尾墩对跌坎底流消能的影响。试验结果表明,宽尾墩改善了跌坎底流消力池内的水流流态,降低了消力池内的临底流速和时均压力,较好地解决了跌坎底流消能不能适应下游水位变幅较大这类工程的泄洪消能的缺陷。 展开更多
关键词 跌坎 消能 宽尾墩 流速 压力 赛格水电站
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白水水库工程溢流坝段底流消能试验研究 被引量：9
12
作者 邢建营 杜嘉宇 +1 位作者 王均星 李双 《中国农村水利水电》 北大核心 2020年第11期219-226,共8页
白水水库工程溢流坝为中水头泄水建筑物,采用底流消力池消能。受下游地形及施工布置影响,消力池长度受限,传统消力池无法达到理想的消能效果。采用整体水工模型试验,比较研究传统设计方案和跌坎+传统T形墩、跌坎+改良T形墩的两个优化方... 白水水库工程溢流坝为中水头泄水建筑物,采用底流消力池消能。受下游地形及施工布置影响,消力池长度受限,传统消力池无法达到理想的消能效果。采用整体水工模型试验,比较研究传统设计方案和跌坎+传统T形墩、跌坎+改良T形墩的两个优化方案,对比分析了消力池内流速分布、出池流速大小、消力池消能率情况。试验结果表明中高水头、大流速的底流消力池中,跌坎+改良T形墩联合消能工有效降低了出池流速,提高了消力池消能率,能达到消能防冲的目的,为工程设计提供了可靠依据。 展开更多
关键词 T形墩 跌坎 底流消能 模型试验
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棱坎对溢洪道混凝土空蚀破坏的影响研究 被引量：3
13
作者 唐浩 师昀巍 罗先启 《甘肃科学学报》 2023年第3期121-127,共7页
研究棱坎对溢洪道空蚀破坏的影响,采用RNG k-ε模型,结合Z-G-B空化模型,对有棱坎的溢洪道泄洪的水力特性以及空化效应进行了分析,对比了升坎和跌坎对空化效应的影响。研究结果表明:棱坎的存在会加剧流场的空化效应和溢洪道混凝土底板的... 研究棱坎对溢洪道空蚀破坏的影响,采用RNG k-ε模型,结合Z-G-B空化模型,对有棱坎的溢洪道泄洪的水力特性以及空化效应进行了分析,对比了升坎和跌坎对空化效应的影响。研究结果表明:棱坎的存在会加剧流场的空化效应和溢洪道混凝土底板的空蚀程度,且升坎对混凝土空蚀的促进作用明显强于降坎;随着棱坎高度的增加,空化效果明显增强,空化区域面积不断增大,最小空化数不断减小;在实际工程中,为了缓解溢洪道底板的混凝土的空蚀破坏现象,需要避免升坎的存在,同时将跌坎高度控制在2 mm以内。 展开更多
关键词 溢洪道 空蚀 跌坎 升坎
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向家坝水电站泄洪建筑物设计 被引量：7
14
作者 张永涛 《中国三峡建设》 2008年第3期28-31,共4页
向家坝水电站中表孔均采用底流消能形式,在溢流反弧末端选用跌坎消能建筑物。试验成果表明:此消能方式消力池近底流速、底板脉动压力得到有效控制;消力池内及下游河道水面波动小;消力池尾坎后水流衔接条件好,能保证枢纽建筑物安全运行。
关键词 高水头 底流消能 跌坎 向家坝水电站
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典型黄土坡面土壤侵蚀特征及径流流速空间变化试验研究 被引量：6
15
作者 和继军 黎雪晴 +2 位作者 蔡强国 孙莉英 王硕 《地理研究》 CSSCI CSCD 北大核心 2022年第5期1327-1337,共11页
为了明确土壤性质对坡面侵蚀方式作用机制的影响,本研究采用室内模拟降雨试验,选取黄土高原典型暴雨强度,在不同坡度条件下,对两种黄土的坡面侵蚀方式、形态特征、产流产沙过程及其相应径流流速的变化规律进行了研究。结果表明,绥德土... 为了明确土壤性质对坡面侵蚀方式作用机制的影响,本研究采用室内模拟降雨试验,选取黄土高原典型暴雨强度,在不同坡度条件下,对两种黄土的坡面侵蚀方式、形态特征、产流产沙过程及其相应径流流速的变化规律进行了研究。结果表明,绥德土径流量明显高于安塞土,10°、15°和20°时前者的平均径流量分别比后者高出51.1%、55.5%和63.0%,且前者更易形成细沟,使得其平均含沙量和平均产沙率分别是后者的1.14~3.59倍和2.50~8.48倍。在片蚀阶段,与绥德土相比,安塞土的含沙量较高,后者的平均含沙量是前者的1.24~1.73倍,但两种土壤的含沙量和产沙规律相同,均表现为先快速增加到最大值,然后逐渐降低到相对稳定状态,该现象证明片蚀的初期阶段主要受控于径流输沙能力,后期受径流的剥蚀能力控制。在细沟侵蚀阶段,绥德土细沟发育以沟头溯源侵蚀为主,崩塌作用频繁,该侵蚀形式不仅控制着细沟形态的总体特征,也导致含沙量和产沙率均急剧增加,该阶段平均含沙量是相应片蚀阶段的3.25~4.34倍。细沟沟口下方坡面存在明显的泥沙沉积带,表明细沟集中水流的搬运能力远高于坡面漫流,细沟侵蚀主要受径流输沙能力控制。两种土壤的径流流速均表现为坡面下部高于坡面上部,径流稳定后高于径流稳定前,总体来看,绥德土和安塞土上坡和径流稳定后的平均流速分别是下坡和径流稳定前的1.4倍、1.25倍和1.75倍、1.29倍,此外细沟侵蚀或侵蚀强度与微地貌形态之间的互馈作用对径流流速也有较大影响。 展开更多
关键词 片蚀 跌坎 细沟侵蚀 泥沙沉积 径流流速
原文传递
基于SVR-GA算法的跌扩型消力池优化研究 被引量：7
16
作者 官夏菲 刁明军 +1 位作者 蒋雷 路信 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期66-75,共10页
消力池的优化设计一直是水利工程中的热点课题。传统的消力池优化方法往往采用试错法。试错法不但效率低,而且在设计过程中很难兼顾多个优化目标。因此,建立一套系统性的、目标定向的优化方法十分必要。研究以位于四川省广元市的大寨水... 消力池的优化设计一直是水利工程中的热点课题。传统的消力池优化方法往往采用试错法。试错法不但效率低,而且在设计过程中很难兼顾多个优化目标。因此,建立一套系统性的、目标定向的优化方法十分必要。研究以位于四川省广元市的大寨水库消力池为例,采用SVR回归模型(support vector regression,SVR)建立优化变量(跌坎高度d、突扩比β和尾坎坡度θ)与优化目标(消能率ΔE/E1、临底流速v)之间的近似模型,并采用遗传算法(genetic algorithm,GA)求解该近似模型,得到一个优化后的消力池体型。对比优化前体型,优化后的消力池消能率几乎不变,但最大临底流速明显降低,底板时均压强分布趋于均匀,消力池综合性能得到了提高。结果表明,提出的优化方法同样适用于类似水工建筑物的体型优化设计问题。 展开更多
关键词 水力学 消力池 跌坎 优化设计 CFD 支持向量回归 遗传算法
原文传递
入池角度对跌坎型底流消能工水力特性影响的数值模拟 被引量：7
17
作者 付腾吉 张闻辉 +1 位作者 郑雪 钟志镭 《云南水力发电》 2009年第3期33-36,共4页
跌坎型底流消能工是在常规底流消能工基础上发展起来的一种新型消能工。就入池角度对跌坎型底流消能工水力特性的影响进行数值模拟,并将模拟结果与试验数据对比分析,二者基本吻合,表明数值模拟方法有效可行。同时,研究发现入池角度对跌... 跌坎型底流消能工是在常规底流消能工基础上发展起来的一种新型消能工。就入池角度对跌坎型底流消能工水力特性的影响进行数值模拟,并将模拟结果与试验数据对比分析,二者基本吻合,表明数值模拟方法有效可行。同时,研究发现入池角度对跌坎型底流消能工水力特性影响较大,选择合适的入池角度以提高消能效率是确定该型消能工体形的关键之一。 展开更多
关键词 底流消能 跌坎 入池角度 数值模拟
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“陡坡＋跌坎”式消力池板块稳定特性试验研究 被引量：6
18
作者 罗永钦 何大明 +1 位作者 张绍春 白绍学 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期228-236,共9页
通过大比尺(1∶40)物理模型,对某大型水电工程溢洪道"陡坡+跌坎"式消力池这一新型消能工底板稳定性进行了试验研究,得到了水跃完全或部分发生在陡坡段时,消力池不同位置板块的脉动压力、板块上举力频幅特性的分布规律与特征.... 通过大比尺(1∶40)物理模型,对某大型水电工程溢洪道"陡坡+跌坎"式消力池这一新型消能工底板稳定性进行了试验研究,得到了水跃完全或部分发生在陡坡段时,消力池不同位置板块的脉动压力、板块上举力频幅特性的分布规律与特征.试验表明水跃跃首部位始终是板块最易失稳区域,当单宽流量达到一定值后,跌坎下一段区域也是失稳重点关注区.对试验结果深入分析后表明:水跃跃首区域上举力均方根大致为脉动压力均方根0.55倍,其它区域为0.2倍,水跃跃首区域最大上举力大致为4.2倍脉动压力均方根,其它区域为1.5倍.揭示了此消能工上举力与脉动压力点面转换指标、底板稳定控制指标与挑跌流消力池的一致性;而消力池平底段采用透水底板可有效降低板块上举力,减小响应趋势基本呈指数分布,并与开孔率呈正比关系. 展开更多
关键词 跌坎 消力池 板块 脉动压力 上举力
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宽尾墩-跌坎底流消能工试验研究 被引量：6
19
作者 李连文 王丽杰 程丽 《人民长江》 北大核心 2012年第21期79-81,共3页
针对某水电工程泄洪量大、单宽流量大、佛氏数低且河床易冲刷的特点,采用水工模型试验的方法对底流消能工、宽尾墩底流消能工、跌坎底流消能工及宽尾墩-跌坎底流消能工4个方案的消能效果进行了对比研究。结果表明,宽尾墩-跌坎底流消能... 针对某水电工程泄洪量大、单宽流量大、佛氏数低且河床易冲刷的特点,采用水工模型试验的方法对底流消能工、宽尾墩底流消能工、跌坎底流消能工及宽尾墩-跌坎底流消能工4个方案的消能效果进行了对比研究。结果表明,宽尾墩-跌坎底流消能工方案在典型工况下消能充分,出池水流衔接平顺,对下游河床冲刷较轻。详细介绍了4个消能方案的布置形式和试验过程,可为同类工程参考。 展开更多
关键词 联合消能工 宽尾墩 跌坎 泄洪消能
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宽尾墩-跌坎型底流联合消能工水力特性试验研究 被引量：5
20
作者 王丽杰 杨文俊 +1 位作者 常银兵 李继聪 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期37-40,共4页
通过水工模型试验着重分析比较了宽尾墩-跌坎联合消能工与跌坎以及常规消能工消力池内的水流流态、临底流速以及脉动压力等,并根据试验结果拟合分析了该联合消能工的强迫水跃长度公式。试验结果表明,该种新型的消能方式改善了跌坎消力... 通过水工模型试验着重分析比较了宽尾墩-跌坎联合消能工与跌坎以及常规消能工消力池内的水流流态、临底流速以及脉动压力等,并根据试验结果拟合分析了该联合消能工的强迫水跃长度公式。试验结果表明,该种新型的消能方式改善了跌坎消力池内的水流流态,降低了消力池内的临底流速和脉动压力,缩短了消力池的长度,减轻了下游河道的冲刷,并且能很好地利用宽尾墩良好的消能率,克服宽尾墩挑射水流对消力池底板的冲击问题,为类似工程提供了参考,同时也丰富了泄洪消能工的型式。 展开更多
关键词 跌坎 宽尾墩 底流消能 消力池
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