导读:本文包含了旋流泄洪洞论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:水力,竖井,数值,模型,特性,水工,水平。
旋流泄洪洞论文文献综述
龙建[1]（2019）在《旋流阻塞泄洪洞空腔旋流特性的试验与数值模拟研究》一文中研究指出在水平旋流泄洪洞内增设阻塞-渐扩设施,可对水平旋流洞段起到明显的增压减速效果,消除高水头下起旋器出口部位出现的负压,改善洞内水流空化条件,同时洞内消能率可得到显着提升。由于洞内空腔旋转水流的复杂性,本文结合国家自然科学基金“旋流阻塞与旋流扩散复合内消能工强剪切两相流水力特性研究”,采用模型试验,以及RNGk-ε双方程紊流模型和VOF两相流模型的数值模拟方法,对旋流阻塞泄洪洞的空腔旋流进行了研究。主要成果有:(1)对阻塞空腔旋流的数值模拟方法进行了分析探讨,选择了可适用于旋转气水两相流流动的模拟方法,数值模拟与试验成果吻合良好,验证了该方法的可行性。(2)空腔直径和旋流角沿程均呈在水平洞段逐渐减小、到阻塞段开始后逐渐增大的规律;空腔直径随上游水位的增加而减小。(3)起旋器靠近端头的底部区域压强略大,断面上呈底部略大的同心圆分布。水平洞段压强沿程小幅波动变化,断面压强呈底部略大的同心圆分布。阻塞段压强沿程减小,断面压强也具有近似同心圆分布规律。随上游水位升高,竖井洞段壁面压强增大,起旋器至阻塞段近似呈线性增大,阻塞扩散段压强在下游自由出流时随上游水位变化很小,在淹没出流时随上游水位升高而增大。(4)断面平均流速由起旋器口沿着水流方向逐渐减小,到阻塞段后急剧增大。切向流速在水平洞段z/D=0至z/D=2区间呈自由涡分布特征,z/D=2后呈自由涡和强迫涡的组合涡分布特征。旋流洞内轴向流速沿程减小,在水平洞段至阻塞段沿径向呈近壁面较大、气水界面较小的规律,在阻塞段沿径向呈较为均匀的流速分布规律。(5)高紊动区出现在起旋器端头和扩散段区域,横断面上靠进空腔界面处水层紊动较大,下游淹没出流条件扩散段紊动能大于自由出流条件。(6)起旋器与水平旋流段消能率可达40%以上,加上扩散段气水混掺消能及退水洞消能,总消能率可以达到90%左右。(本文来源于《西安理工大学》期刊2019-06-30）
冉尧[2]（2019）在《岩门子水库竖井旋流泄洪洞结构优化设计》一文中研究指出针对岩门子水库地处高山峡谷,无法布置明渠溢洪道且泄流量大等特点,为满足水库泄洪消能时有较好消能效率,设计采用不设闸竖井旋流泄洪洞方案。经水工模型试验验证,原设计方案中竖井出口退水洞段压坡不能满足所有工况下调整流态及控制流速的作用、竖井蜗室段各工况下均存在一定程度的蜗室旋流与上平段入流发生碰撞现象、原体型消力池无法形成有效水跃等问题。经设计方案优化调整,通过采取选择消能工况作控制工况、涡室内侧增设小挑坎、泄洪洞底板末端与消力池尾部护坦斜坡直接衔接等改进措施,泄洪洞泄流、消能和防冲刷效果均较好。研究成果可为类似不设闸竖井旋流泄洪洞规划设计提供参考。(本文来源于《水利技术监督》期刊2019年03期）
赵洋,牛争鸣,李奇龙,王天时,贾飞[3]（2018）在《水平旋流内消能泄洪洞段与尾水洞段流态适用性研究》一文中研究指出为了探究水平旋流内消能泄洪洞段与尾水洞段流态适用性条件,建立了一种新型的泄洪内消能工水力模型,即洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能工。试验以原型流量1 200 m3/s、最大总作用水头150 m为标准进行了模型试验的体型设计,然后对设计的该消能工进行了1∶60.25几何比尺下的水工模型试验。结果表明:当1.5<X/D<9.1时,旋流洞内空腔直径沿程先增大后迅速减小最后平稳,当9.1<X/D<10.3时,空腔直径呈现出逐渐增大并最终稳定至r/D=0.45左右的趋势;上游水位对于下游尾水洞段的流态影响条件不大,当下游水位0.5D﹤h﹤0.85D时,旋流洞与尾水洞内会形成旋流远驱水跃流态,当下游水位0.85D﹤h﹤0.95D时,旋流洞与尾水洞会出现旋流临界水跃流态,当下游水位0.95D﹤h﹤3.2D时旋流洞与尾水洞会出现旋流淹没出流流态。(本文来源于《水资源与水工程学报》期刊2018年01期）
王天时[4]（2017）在《洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能泄洪洞的水力特性研究》一文中研究指出高速水流问题历来是高坝泄洪消能的一大难题,在面对高水头泄洪消能的时候,无论采用哪种单一的内消能工形式,都将会碰到一些较难以克服的困难,并且在导流洞改建时,因受到深水闸门应用条件的限制,也无法改建为兼放空洞使用,而导流洞改建为泄洪洞同时兼放空洞是许多水利水电工程建设的需要。因此针对这种情况,提出了“洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能工”这一种新型的复合式内消能工,可以解决上述问题。该梯级内消能工主要由第一级的淹没射流内消能工和第二级的水平旋流内消能工组成,本文对其基本的流态、流速、壁面压强、射流恢复长度、旋流洞通气孔的通风量、旋流空腔直径和旋流角等水力特性进行试验量测,然后对该消能工的水力特性与消能机理进行分析,主要成果有:1.该新型梯级内消能工,可以在保证竖井内水位高于射流段尾水洞顶部高程情况下,模型运行过程中各部分流态均较为稳定,可以适用于高水头的泄洪消能。2.泄洪洞内水流流速与壁面压强在上游射流段与下游旋流段的各部位,均表现出了分区变化特点,射流孔口段与旋流阻塞段变化剧烈。旋流段空腔旋流流速分布近似符合准自由涡的分布规律。3.通气量受下游水位变化影响明显,尾水洞为自由出流时通气量较大,当下游出口淹没后通气量明显减小,但淹没后随下游水位的升高,通风量减小不明显。4.通过射流段,消耗掉了一部分水流能量,从而降低了旋流段的作用水头,使得一个高水头消能问题变为一个多级的中低水头问题,使其可以应用于超过100m甚至更高水头下的泄洪消能。该体型整体消能率占总水头的75%～79%,其中第一级射流段占总水头的15%～22%,第二级旋流段占总水头的55%～62%。(本文来源于《西安理工大学》期刊2017-06-30）
向珂[5]（2017）在《阻塞式水平旋流泄洪洞强剪切两相流的数值模拟研究》一文中研究指出在水平旋流洞末端增加先收缩后扩散设施,能够对旋流洞段的水流起到明显的增压减速作用,同时泄洪洞的整体消能率也能大幅提升。然而,对于这种新型的阻塞式水平旋流泄洪洞,旋转与扩散形成的强剪切水气混掺两相流的研究还未成熟。本文依托国家自然科学基金面上项目——"旋流阻塞与旋流扩散复合内消能工强剪切两相流水力特性研究”,对阻塞扩散段的水气两相流进行了较细致的数值模拟研究,采用Realizable k-ε双方程紊流模型和Mixture两相流模型进行模拟。主要研究成果如下:(1)对水气两相流的数值模拟方法进行了细致的研究与讨论,选择了一套适用于本文强旋转水气两相流流动的模拟条件。(2)对阻塞扩散段两相流基本水力特性的变化规律进行了描述和分析,包括:流态,空腔直径,压强,流速,紊动能及耗散率。(3)阻塞式水平旋流泄洪洞的总消能率可达到80%以上,其中,本文研究的阻塞扩散段及导流洞前段的消能率几乎占总消能率的一半,消能效果明显。(4)在扩散段和导流洞前段的负压范围内,水流空化数较小,存在发生空化的风险,但该段水流为水气两相流,掺气充分而均匀,空蚀破坏的可能性将大大降低。(5)通过分析流态、流速及掺气浓度,认为水流掺气的主要诱因是阻塞扩散段出现了水跃,其掺气机理主要类似水跃流自由面掺气,同时还附加了旋转离心力作用,依此提出旋流水跃掺气新概念。(本文来源于《西安理工大学》期刊2017-06-30）
何军龄[6]（2017）在《某工程竖井旋流泄洪洞水力特性研究》一文中研究指出我国新建水电站多位于水头高、泄量大的深山峡谷地区,对泄水消能建筑物的要求较高,其中,竖井旋流泄洪洞就是一种理想的消能工形式,不仅消能效率高,掺气量大,布置方式灵活,而且适用于窄河谷、大流量、高落差、复杂地形地质条件。目前该技术在中小水电站中的得到了广泛的应用,但对于超高水头大泄量条件下,竖井旋流泄洪洞还处于探索阶段,没有实际工程应用可做参考,可借鉴的经验也比较少。因此,采用水工模型试验对某工程超高水头(240m)大泄量(1421m3/s)竖井旋流泄洪洞的水力特性进行探索研究是必要的。由于在模型试验中,竖井旋流泄洪洞的水力参数测试多局限于竖井壁面,常规测量方法很难对竖井内部有关数据进行测量,因此辅助采用数值模拟对该竖井旋流泄洪洞旋转水流进行模拟计算来补充验证是至关重要的。通过本论文研究得出结论如下:(1)首先依据该竖井旋流泄洪洞的水工模型试验,对竖井上平段及涡室连接段体型进行了优化研究,通过调整涡室椭圆曲线、折流坎及导流坎尺寸,涡室连接段表面壅水明显减弱,涡室顶部留有足够的通气空间,上平段通气顺畅,满足运行要求。对竖井与导流洞衔接段体型进行了优化研究,重点比较了不同衔接段体型竖井底板的脉动压强。试验表明:当压坡出口面积增大时,水流紊动程度增加,竖井底板所受的最大脉动压强增大,且竖井底板出现最大脉动压强的工况也发生改变。通过分析压坡口面积与竖井底板所受最大脉动压强值之间的关系,本文引入了单位水体能量消耗量的概念,竖井水垫区单位水体需要消耗的能量越多,竖井底板所受的最大脉动压强就越大。增加消力井深度,延长压坡长度及改变压坡孔口数量均不能降低竖井底板所受的最大脉动压强。(2)将紊流模型计算结果与模型实验数据进行对比分析发现:叁种紊流模型模拟计算所得的空腔直径、竖井壁面压强、旋流角等参数变化趋势与模型试验测试结果基本相同,但量值有所差别。相比较而言,Realizable k-ε紊流模型计算所得旋转水流的空腔直径、压坡底板与部分竖井壁面压强、旋流角,在量值上更接近试验测量值。因此,Realizable k-ε紊流模型能够更好的模拟这种具有超高水头,大泄量,强旋转并带有自由液面旋转水流的水力特性。(3)通过Realizable k-ε紊流模型计算结果,分析研究了水流流态、空腔直径、压强及旋流角等水力要素的分布规律,并得出:竖井内旋转水流的水层厚度分布不均,主流水体,水层较厚,非主流水体,水层相对较薄。旋转水流切向流速的衰减梯度从上到下逐渐降低;在竖井前半段,轴向流速随竖井高度的降低增加较快,竖井中下段,主流水体的轴向流速增加明显,而非主流水体增加缓慢。(4)在Realizable k-ε紊流模型计算结果与实测值吻合良好此基础上,利用数值模拟结果计算了不同断面的能量大小,获得了竖井旋流泄洪洞各部位的消能形式及消能率分布。实验结果表明,竖井起始部位主要消去旋转水流的切向动能,占总能量损失的6.19%;中间部位主要消去旋转水流的位能,占总能量损失的21.18%;下半部位利用环状水跃及水垫池消去旋转水流大部分的剩余能量,占总能量损失的58.69%。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2017-05-15）
何军龄,尹进步,蒋俏芬,吴宝琴[7]（2016）在《超高水头大泄量竖井旋流泄洪洞的数值模拟研究》一文中研究指出为了克服传统模型试验对竖井旋流泄洪洞复杂水力特性测试的局限性,本文基于VOF法采用Realizable k-ε双方程紊流模型,对某一超高水头、大泄量竖井旋流泄洪洞进行数值模拟,得到了水流流态、空腔直径、压强及旋流角等水力要素的分布规律,由模拟结果分析得出:竖井内旋转水流的水层厚度分布不均,主流水体,水层较厚,非主流水体,水层相对较薄。旋转水流切向流速的衰减梯度从上到下逐渐降低;在竖井前半段,轴向流速随竖井高度的降低增加较快,竖井中下段,主流水体的轴向流速增加明显,而非主流水体增加缓慢。利用试验测试数据对计算结果进行对比验证,结果表明计算值与实测值吻合良好,说明数值模拟方法可行。(本文来源于《水力发电学报》期刊2016年11期）
张志强,陈方方,李宁,姚显春[8]（2016）在《高速水流下旋流消能泄洪洞衬砌应力与破坏特征》一文中研究指出旋流消能泄洪洞在高速水流作用下旋流拖曳力实用化计算方法和旋流拖曳力作用下衬砌应力与破坏特征对评价旋流消能泄洪洞结构优化设计以及衬砌结构的安全性至关重要。本文以边界层理论为基础,利用奥地利岩土工程分析系统FINAL,对泄洪洞在拖曳力和局部负压作用下的局部安全稳定性问题进行了多种工况下的叁维非线性有限元分析。首次从结构应力角度研究了因高速水流产生的拖曳力和局部负压对旋流消能泄洪洞衬砌应力分布与破坏特征的影响;分析了旋流消能泄洪洞运行过程中产生拖曳力的大小与分布,得到了旋流消能高速水流拖曳力实用化计算方法,并用于分析拖曳力大小、方向、泄洪洞运行过程中负压出现的部位和大小。详细分析了流速为25m/s、30m/s、35m/s时拖曳力和局部负压对旋流消能泄洪洞关键洞段衬砌的应力、变形与破坏区的影响。结果表明:旋流拖曳力对衬砌应力、旋流段衬砌破坏区大小、深度影响显着,在设计过程中需要对影响显着部位进行必要的加固强化处理;局部负压对衬砌影响较小,可以忽略。分析成果已应用于公伯峡水电站旋流消能泄洪洞设计、施工。(本文来源于《应用力学学报》期刊2016年05期）
吕利,邓军,王晶,张印[9]（2016）在《竖井旋流泄洪洞竖井壁面新型掺气方式试验研究》一文中研究指出针对传统的旋流竖井泄洪洞在高水头大流量运行过程中,存在发生壁面空化空蚀的风险,提出壁面全程掺气旋流竖井。通过试验,对竖井段掺气水流的流动特性进行了研究,对竖井壁面的压力、空腔长度,掺气浓度进行了测量。结果表明,采用这种新的掺气方式,竖井沿纵向全程产生了稳定的掺气空腔、掺气效果明显,整个竖井壁面均为含气浓度较高的掺气水流,减免了整个竖井壁面出现空化空蚀破坏,并且竖井壁面压力稳定,不会对竖井壁面的结构安全造成影响。(本文来源于《水力发电》期刊2016年07期）
张鲁鲁[10]（2016）在《水平旋流泄洪洞水工模型试验分析》一文中研究指出通过对竖井泄洪洞水工模型试验分析表明:当堰顶高程2 500.5 m时,在校核、设计水位实测下泄流量均能满足设计要求,并有一定超泄余量;当起旋室、旋流洞直径分别为9.5和9.0 m时,各泄流条件下旋流洞均可形成典型的旋流流态,且空腔稳定。采用水平旋流洞与消能墩的组合,消能效果显着。(本文来源于《水利科技与经济》期刊2016年06期）
旋流泄洪洞论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对岩门子水库地处高山峡谷,无法布置明渠溢洪道且泄流量大等特点,为满足水库泄洪消能时有较好消能效率,设计采用不设闸竖井旋流泄洪洞方案。经水工模型试验验证,原设计方案中竖井出口退水洞段压坡不能满足所有工况下调整流态及控制流速的作用、竖井蜗室段各工况下均存在一定程度的蜗室旋流与上平段入流发生碰撞现象、原体型消力池无法形成有效水跃等问题。经设计方案优化调整,通过采取选择消能工况作控制工况、涡室内侧增设小挑坎、泄洪洞底板末端与消力池尾部护坦斜坡直接衔接等改进措施,泄洪洞泄流、消能和防冲刷效果均较好。研究成果可为类似不设闸竖井旋流泄洪洞规划设计提供参考。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
旋流泄洪洞论文参考文献
[1].龙建.旋流阻塞泄洪洞空腔旋流特性的试验与数值模拟研究[D].西安理工大学.2019
[2].冉尧.岩门子水库竖井旋流泄洪洞结构优化设计[J].水利技术监督.2019
[3].赵洋,牛争鸣,李奇龙,王天时,贾飞.水平旋流内消能泄洪洞段与尾水洞段流态适用性研究[J].水资源与水工程学报.2018
[4].王天时.洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能泄洪洞的水力特性研究[D].西安理工大学.2017
[5].向珂.阻塞式水平旋流泄洪洞强剪切两相流的数值模拟研究[D].西安理工大学.2017
[6].何军龄.某工程竖井旋流泄洪洞水力特性研究[D].西北农林科技大学.2017
[7].何军龄,尹进步,蒋俏芬,吴宝琴.超高水头大泄量竖井旋流泄洪洞的数值模拟研究[J].水力发电学报.2016
[8].张志强,陈方方,李宁,姚显春.高速水流下旋流消能泄洪洞衬砌应力与破坏特征[J].应用力学学报.2016
[9].吕利,邓军,王晶,张印.竖井旋流泄洪洞竖井壁面新型掺气方式试验研究[J].水力发电.2016
[10].张鲁鲁.水平旋流泄洪洞水工模型试验分析[J].水利科技与经济.2016
论文知识图
